劉 平

（海洋石油富島有限公司，海南東方 572600）

海洋石油富島有限公司化肥二期裝置采用斯塔米卡邦2000+二氧化碳汽提法工藝，由中國成達(dá)化學(xué)工程公司設(shè)計(jì)，生產(chǎn)能力為2 700t/d。高壓氨泵是尿素裝置的核心動(dòng)力設(shè)備之一，其作用是將合成來的液氨從2.5MPa 提升至18.0MPa 送入尿素高壓合成系統(tǒng)。高壓氨泵是日本EBARA 制造的十級中速離心泵，泵體為雙殼結(jié)構(gòu)，外殼圓柱形內(nèi)包豎向剖分的內(nèi)部渦殼，在外殼和內(nèi)殼之間的空間充滿了高壓（壓力為泵出口壓力）液氨，內(nèi)殼只承受壓縮壓力。葉輪為閉式葉輪，5級葉輪為一組，兩組葉輪為背靠背設(shè)計(jì)，以抵消軸向力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸向力的平衡。其附屬系統(tǒng)有密封水系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)以及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，由高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

1 工藝流程簡述

液氨由合成裝置提供，正常生產(chǎn)中熱氨、冷氨分別由熱氨泵、冷氨泵提壓后送入氨過濾器，經(jīng)過濾后進(jìn)入高壓氨泵入口，經(jīng)過氨泵提壓到18.0MPa 后送到高壓噴射器，作為動(dòng)力源將高壓甲銨洗滌器甲銨液送入高壓甲銨冷凝器，氨泵副線回流至合成氨冷凍系統(tǒng)。其密封水由密封水泵提供，密封水壓力為3.0MPa，驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端密封水流量為1.8m3。

2 高壓氨泵長周期運(yùn)行影響因素

我廠高壓氨泵自投用以來，整體運(yùn)行情況良好，泵體及輔助系統(tǒng)未進(jìn)行大的改造，兩端軸承和增速箱的振動(dòng)、溫度參數(shù)都在較低的水平。

高壓氨泵聯(lián)鎖或故障跳車，將直接導(dǎo)致尿素裝置聯(lián)鎖封塔停車。歷年來因高壓氨泵跳車導(dǎo)致尿素裝置停車的情況共有10次，詳細(xì)情況如表1所示。從表1中可以看出，造成氨泵跳車的原因可以分為兩個(gè)方面，一個(gè)是電氣、儀表方面的故障，一個(gè)是工藝操作及機(jī)械故障。其中因氨泵密封水壓力低聯(lián)鎖是氨泵跳車的主要原因，占總跳車次數(shù)的50%。在裝置開車初期，工藝人員對設(shè)備的特性掌握不夠，技能不夠熟練，操作不當(dāng)造成聯(lián)鎖跳車，近年來主要是機(jī)械原因或外部因素導(dǎo)致氨泵跳車。

另外，影響高壓氨泵長周期運(yùn)行的因素還有以下兩點(diǎn)：1）高壓氨泵在線到泵風(fēng)險(xiǎn)高

因工藝原設(shè)計(jì)氨泵入口無液氨儲槽，液氨直接從合成熱氨泵或冷氨泵送入氨泵入口，因倒泵時(shí)備用泵啟動(dòng)導(dǎo)致氨泵入口壓力大幅度波動(dòng)，氨泵入口壓力低聯(lián)鎖動(dòng)作跳車，導(dǎo)致尿素裝置停車的風(fēng)險(xiǎn)，所以在線倒泵操作風(fēng)險(xiǎn)較高。

2）高壓氨泵密封使用周期短

我廠高壓氨泵的機(jī)械密封采用了集裝式雙端面背靠背結(jié)構(gòu)，早期一直使用進(jìn)口機(jī)封，機(jī)封壽命在1a 以上。在機(jī)封進(jìn)行了國產(chǎn)化改造后，雖運(yùn)行周期有所縮短，但整體運(yùn)行基本能夠滿足要求。近幾年平均使用周期下降至半年左右，裝置運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)及成本上升，對裝置的長周期運(yùn)行帶來較大的隱患。

表1 尿素裝置因高壓氨泵跳車停車情況統(tǒng)計(jì)表

對于雙端面密封，一級密封端面泄漏可以直接觀察到，泄漏介質(zhì)為密封水，少量泄漏對系統(tǒng)及環(huán)境影響不大，但是，大量泄漏會造成密封水壓力降低，進(jìn)入機(jī)械密封內(nèi)的密封水流量降低，機(jī)械密封產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)帶走，造成機(jī)封損壞。如果二級密封泄漏，由于密封水壓力高于氨壓力，密封水泄漏到泵體內(nèi)，泵內(nèi)介質(zhì)密度升高，氨泵負(fù)荷增大，同時(shí)造成高壓系統(tǒng)水碳比升高，對系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率及能耗有較大影響。

3 高壓氨泵長周期運(yùn)行措施

以下主要從工藝及設(shè)備維護(hù)方面探討提高高壓氨泵運(yùn)行周期的措施和辦法。

1）針對高壓氨泵密封水系統(tǒng)，一方面從本質(zhì)安全角度提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，增設(shè)密封水箱在線液位監(jiān)測，設(shè)置報(bào)警提示，防止密封水箱液位低未及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。一方面加強(qiáng)培訓(xùn)，提高崗位人員操作技能，防止因操作不當(dāng)導(dǎo)致密封水壓力低聯(lián)鎖。

2）通過分析高壓氨泵在線倒泵存在的風(fēng)險(xiǎn)，制定在線倒泵操作方案，經(jīng)過多次實(shí)踐優(yōu)化完善，目前已實(shí)現(xiàn)在線平穩(wěn)倒泵，氨泵倒泵操作風(fēng)險(xiǎn)大大降低。

3）機(jī)封國產(chǎn)化后，加強(qiáng)機(jī)封備件檢修質(zhì)量管理，確保機(jī)封備件檢修質(zhì)量，與同類型裝置開展技術(shù)交流，學(xué)習(xí)技術(shù)改造經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)機(jī)封結(jié)構(gòu)及材料等級，增強(qiáng)抗波動(dòng)能力，延長使用壽命。

4）高壓液氨泵對尿素裝置穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，保持其備用泵隨時(shí)完好可投用狀態(tài)非常關(guān)鍵。所以，氨泵備用泵應(yīng)定期檢查備用情況，確認(rèn)其密封水、潤滑油等輔助系統(tǒng)投用正常，檢查機(jī)械密封泄漏情況以及定期盤車等，以確保備用泵能在較短時(shí)間投入運(yùn)行。

5）將原有密封水由裝置蒸汽冷凝液供應(yīng)，改為純凈度更高的脫鹽水供應(yīng)，確保密封水無固體雜質(zhì)，并及時(shí)切換清洗密封水過濾器，連續(xù)排放置換密封水箱。同時(shí)密封水箱補(bǔ)水閥保持部分開度，密封水箱保持連續(xù)排放，確保密封水潔凈度。

6）嚴(yán)格按氨泵維護(hù)規(guī)程控制密封水壓力、溫度、流量，并適當(dāng)提高密封回水流量，降低機(jī)封水溫度，以加強(qiáng)機(jī)封換熱，改善機(jī)封運(yùn)行工況。

7）穩(wěn)定合成裝置供氨壓力，控制氨泵入口壓力在2.5MPa以下，機(jī)封水壓力控制在2.7MPa 以下。裝置緊急停車封塔時(shí)，通過全開副線調(diào)節(jié)閥，盡快切斷液氨閥門等措施避免氨泵入口壓力超壓，確保機(jī)封水壓力不超過機(jī)封設(shè)計(jì)壓力。

4 結(jié)語

通過對高壓氨泵聯(lián)鎖跳車原因分析，總結(jié)相應(yīng)的預(yù)防措施。在日常生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對關(guān)鍵工藝參數(shù)的控制，提高日常維護(hù)質(zhì)量，確保在較好的工藝條件下運(yùn)行，提高氨泵運(yùn)行周期，降低因氨泵故障造成裝置停車的風(fēng)險(xiǎn)。