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        航天爐系統(tǒng)密封沖洗水泵運(yùn)行方式優(yōu)化總結(jié)

        2018-12-07 11:10:56童維風(fēng)
        中氮肥 2018年6期
        關(guān)鍵詞:閥門水泵沖洗

        童維風(fēng)

        (安徽晉煤中能化工股份有限公司,安徽臨泉 236400)

        1 概 述

        密封沖洗水泵在航天爐加壓氣化裝置灰水系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。密封沖洗水泵正常運(yùn)行 (提供密封沖洗水)后,其他需要密封水密封的重要機(jī)泵才能正常啟動(dòng),因此密封沖洗水泵的正常運(yùn)行是裝置穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)條件之一。

        安徽晉煤中能化工股份有限公司航天爐系統(tǒng)中,密封沖洗水泵采用GSB-L1系列立式高速離心泵,屬單級(jí)、單吸、部分流式離心泵。密封沖洗水緩沖罐建立正常液位后,按操作規(guī)程啟動(dòng)密封沖洗水泵,向各運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備——高壓灰水泵、激冷水泵、渣鎖斗循環(huán)泵等供應(yīng)機(jī)械密封水 (密封沖洗水);密封沖洗水泵電流、壓力正常后,就為灰水系統(tǒng)建立真空度做好了水循環(huán)的準(zhǔn)備工作;確認(rèn)各需用密封水的機(jī)泵密封水壓力、流量正常后,按操作規(guī)程啟動(dòng)渣池泵、低壓灰水泵、高壓灰水泵、激冷水泵,建立系統(tǒng)水循環(huán),為下一步操作和正常生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

        2 密封沖洗水系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)及存在的隱患

        1#航天爐 (簡(jiǎn)稱1#爐)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,密封沖洗水泵采用一開(kāi)一備 (A泵/B泵)的運(yùn)行模式,A泵與B泵互為壓力聯(lián)鎖控制,運(yùn)行中一旦密封沖洗水泵出口壓力低,備用泵將聯(lián)鎖啟動(dòng),確保1#爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行,整體而言其運(yùn)行較為穩(wěn)定,故障率極低。因而,在2#航天爐 (簡(jiǎn)稱2#爐)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),我們只設(shè)計(jì)了1臺(tái)密封沖洗水泵 (C泵),但實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,動(dòng)設(shè)備發(fā)生故障在所難免,一旦C泵發(fā)生故障,因無(wú)備用設(shè)備,存在較大的安全隱患。2套氣化裝置正常運(yùn)行過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)1#爐系統(tǒng)密封沖洗水泵備用泵 (B泵)檢修,2#爐系統(tǒng)密封沖洗水泵(C泵)因電氣故障停電,密封水短時(shí)中斷導(dǎo)致激冷水泵機(jī)封因無(wú)密封水而致黑水大量泄漏的事故,嚴(yán)重影響裝置的安全運(yùn)行,慶幸的是當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)操作人員就在密封沖洗水泵附近,接到通知后及時(shí)將A泵出口管線串至C泵出口,提供了少量的密封水,電氣人員也及時(shí)對(duì)C泵進(jìn)行處理后重啟,并及時(shí)將激冷水泵切換為備泵,這才避免了在運(yùn)激冷水泵機(jī)封漏點(diǎn)的擴(kuò)大,由此避免了一次系統(tǒng)停車事故的發(fā)生。

        3 初步優(yōu)化——密封沖洗水泵互備流程設(shè)計(jì)

        3.1 密封沖洗水泵互備流程設(shè)計(jì)

        鑒于裝置設(shè)計(jì)上存在的缺陷,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察與計(jì)算,決定對(duì)密封水系統(tǒng)進(jìn)行技改,備選方案如下。

        (1)方案一:A泵作為備用泵,實(shí)現(xiàn)向1#爐系統(tǒng)和2#爐系統(tǒng)提供密封水。若A泵作為B泵、C泵的備用泵,需在A泵出口引1條管線連接至C泵出口,并增加閥門等,從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看,配管較長(zhǎng),管路彎頭多、阻力大,雖能滿足生產(chǎn)所需,但改造費(fèi)用偏高,不是最佳的技改方案。

        (2)方案二:C泵作為備用泵,實(shí)現(xiàn)向1#爐系統(tǒng)和2#爐系統(tǒng)提供密封水。若C泵作為A泵、B泵的備用泵,需要在B泵和C泵出口之間配置1條聯(lián)通管線,并增加閥門等,從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看,配管較適宜,管路彎頭少、阻力小,能滿足生產(chǎn)所需,技改費(fèi)用低。但由于2#爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)密封水使用量大,2#爐系統(tǒng)C泵流量為26.4 m3/h,較1#爐系統(tǒng) B泵 15m3/h的設(shè)計(jì)流量大得多,2#爐系統(tǒng)將C泵作為運(yùn)行泵方能提供充足的密封沖洗水,確保2#爐系統(tǒng)的密封沖洗效果和系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行,且1#爐系統(tǒng)原始流程設(shè)計(jì)中A泵與B泵早已實(shí)現(xiàn)互備,因此,A泵、B泵作為運(yùn)行泵而C泵備用并不是最佳方案。

        (3)方案三:B泵作為備用泵,實(shí)現(xiàn)向1#爐系統(tǒng)和2#爐系統(tǒng)提供密封水。從現(xiàn)場(chǎng)流程來(lái)看,B泵作為備用泵較為合適,配管流程短,管線彎頭少、阻力小,技改費(fèi)用低;同時(shí),A泵、C泵作為運(yùn)行泵能分別滿足1#爐系統(tǒng)、2#爐系統(tǒng)的密封沖洗水量要求,確保裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。此技改方案為最佳方案。

        3.2 優(yōu)選方案流程及說(shuō)明

        優(yōu)選方案 (B泵作為1#爐系統(tǒng)和2#爐系統(tǒng)密封沖洗水泵備用泵)密封沖洗水泵互備流程設(shè)計(jì)如圖1所示 (圖中,表示手閥,表示止回閥,虛線為需增加的管線及閥門)。

        圖1 密封沖洗水泵互備流程示意圖

        正常生產(chǎn)中,A泵、C泵投用,A泵供1#爐系統(tǒng),C泵供2#爐系統(tǒng),B泵備用。正常生產(chǎn)情況下,一般B泵備用于1#爐系統(tǒng),閥門B1、閥門B2打開(kāi),閥門B11關(guān)閉,閥門B3、閥門B12也關(guān)閉。一旦A泵發(fā)生故障,密封水出口總管壓力達(dá)到聯(lián)鎖值時(shí),B泵聯(lián)鎖啟動(dòng)向1#爐系統(tǒng)提供密封水;若C泵發(fā)生故障,及時(shí)啟動(dòng)B泵,同時(shí)聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)人員關(guān)閉閥門B2,打開(kāi)閥門B3向2#爐系統(tǒng)提供密封水,從而最大限度確保有關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。C泵設(shè)計(jì)流量26.4m3/h、揚(yáng)程540m,A泵/B泵設(shè)計(jì)流量15m3/h、揚(yáng)程540m,平時(shí)可以根據(jù)生產(chǎn)所需通過(guò)調(diào)節(jié)閥門B11、B12的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)1#爐系統(tǒng)、2#爐系統(tǒng)密封水量的互補(bǔ)微調(diào),以優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行。

        優(yōu)化后,正常運(yùn)行期間,若因各種原因?qū)е?#爐系統(tǒng)或2#爐系統(tǒng)密封沖洗水泵故障無(wú)法正常提供密封水,聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行切閥操作,但最快要2min方能完成切閥操作,且在切閥操作期間由于部分密封水中斷,會(huì)對(duì)部分機(jī)泵的機(jī)械密封造成一定的影響,尤其是黑水泵,很可能導(dǎo)致其機(jī)械密封泄漏,泄漏嚴(yán)重時(shí)可能無(wú)法控制,裝置被迫停車。因此,此優(yōu)化方案雖實(shí)現(xiàn)了密封沖洗水泵的互備,但仍存在較大的安全生產(chǎn)隱患。

        4 進(jìn)一步優(yōu)化——密封沖洗水泵互備聯(lián)鎖自動(dòng)控制

        4.1 密封沖洗水泵互備聯(lián)鎖自動(dòng)控制流程設(shè)計(jì)

        2套航天爐系統(tǒng)2臺(tái)密封沖洗水泵同時(shí)出現(xiàn)故障的幾率很小,而增加1臺(tái)高速泵作為密封沖洗水泵備用泵費(fèi)用較高,同時(shí)2套航天爐系統(tǒng)4臺(tái)密封沖洗水泵兩開(kāi)兩備也存在資源浪費(fèi)。但由于初步優(yōu)化方案中存在現(xiàn)場(chǎng)人員切閥操作耗時(shí)較長(zhǎng)帶來(lái)的安全隱患問(wèn)題,通過(guò)與設(shè)計(jì)院進(jìn)行溝通和探討,決定對(duì)初步優(yōu)化方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。經(jīng)分析認(rèn)為,密封沖洗水泵互備聯(lián)鎖的方案可行,具體方案為:B泵出口增設(shè)1臺(tái)氣動(dòng)切斷閥,C泵與B泵聯(lián)通管線上手閥后增設(shè)1臺(tái)氣動(dòng)切斷閥,并通過(guò)增設(shè)聯(lián)鎖的方式實(shí)現(xiàn)B泵同時(shí)備用于1#爐系統(tǒng)和2#爐系統(tǒng)。

        4.2 優(yōu)化方案流程及說(shuō)明

        進(jìn)一步優(yōu)化后密封沖洗水泵互備聯(lián)鎖自動(dòng)控制流程如圖2所示 (圖中,表示手閥,表示止回閥,表示氣動(dòng)切斷閥,虛線為進(jìn)一步優(yōu)化后還需增加的閥門)。

        正常生產(chǎn)中,A泵、C泵投用,A泵供1#爐系統(tǒng),C泵供2#爐系統(tǒng),B泵備用。正常生產(chǎn)情況下,閥門B1、閥門B2打開(kāi),閥門B11關(guān)閉,氣動(dòng)切斷閥B22關(guān)閉;閥門B3打開(kāi),閥門B12關(guān)閉,氣動(dòng)切斷閥B33關(guān)閉。一旦A泵發(fā)生故障,1#爐系統(tǒng)密封水出口總管壓力低至聯(lián)鎖值時(shí),B泵啟動(dòng),同時(shí)氣動(dòng)切斷閥B22聯(lián)鎖打開(kāi)向1#爐系統(tǒng)提供密封水;若C泵發(fā)生故障,2#爐系統(tǒng)密封水出口總管壓力低至聯(lián)鎖值時(shí),B泵啟動(dòng),同時(shí)氣動(dòng)切斷閥B33聯(lián)鎖打開(kāi)向2#爐系統(tǒng)提供密封水,從而實(shí)現(xiàn)密封沖洗水泵的聯(lián)鎖互備,以實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)密封水供應(yīng),最大限度地確保相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行,提高航天爐加壓氣化裝置運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

        4.3 優(yōu)化效果

        航天爐加壓氣化裝置采用穩(wěn)定可靠的霍尼韋爾控制系統(tǒng),其聯(lián)鎖記錄和觸發(fā)及時(shí)。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,一旦密封水壓力出現(xiàn)波動(dòng),達(dá)到聯(lián)鎖設(shè)定值時(shí),B泵出口對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的氣動(dòng)切斷閥(B22/B33)就會(huì)迅速響應(yīng),在3s內(nèi)即可完成開(kāi)閥動(dòng)作,為系統(tǒng)提供密封沖洗水,確保了使用密封沖洗水設(shè)備的安全運(yùn)行。

        圖2 密封沖洗水泵互備聯(lián)鎖自動(dòng)控制流程示意圖

        5 結(jié)束語(yǔ)

        隨著化工裝置自動(dòng)化、智能化升級(jí)的不斷演進(jìn)與完善,化工裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性將更加完備。我們通過(guò)優(yōu)化密封沖洗水泵的運(yùn)行方式,使采用密封沖洗水作為機(jī)械密封的設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性得到顯著提高,由此保障了航天爐加壓氣化裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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