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    鍋爐給水泵出口壓力不足原因及解決方案

    2012-10-21 11:54:48李翠玉
    中國(guó)設(shè)備工程 2012年11期
    關(guān)鍵詞:減壓器除氧器汽包

    李翠玉,毛 濤

    (1.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院,遼寧 遼陽(yáng) 111003;2.遼陽(yáng)石化分公司硝酸廠,遼寧 遼陽(yáng) 111003)

    本套硝酸裝置設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)硝酸11.66萬(wàn)t(100%HNO3),主要為下游己二酸裝置和濃硝酸裝置提供濃度為63.5%的稀硝酸原料。

    該裝置設(shè)計(jì)上采用國(guó)際上比較先進(jìn)的雙加壓法技術(shù)(氧化壓力0.45MPa、吸收壓力1.1MPa),核心設(shè)備為“四合一”機(jī)組。它集壓縮設(shè)備(空氣壓縮機(jī)、氧化氮壓縮機(jī))、驅(qū)動(dòng)設(shè)備(蒸汽透平、尾氣透平)于一體,正常生產(chǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)蒸汽為裝置自產(chǎn)中壓蒸汽(4.0MPa)。

    汽包系統(tǒng)為整個(gè)裝置生產(chǎn)時(shí)的動(dòng)力源,其工藝流程如圖1所示。

    按設(shè)計(jì)自產(chǎn)蒸汽冷凝液和所有用汽單位單元產(chǎn)生的蒸汽冷凝液及界區(qū)補(bǔ)充的脫鹽水,均返回裝置內(nèi)除氧器,通過(guò)調(diào)節(jié)除氧器的壓力控制蒸汽加熱達(dá)到110℃,加入化學(xué)除氧劑,除氧后由鍋爐給水泵送經(jīng)省煤器加熱至約240℃,輸入汽包產(chǎn)生中壓蒸汽。其設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)如表1所示。

    鍋爐給水泵(下稱P101泵)設(shè)計(jì)流量25t/h、揚(yáng)程545m,設(shè)計(jì)方選擇大連蘇爾壽泵及MC40-16A型多級(jí)泵,材質(zhì)為2G230—450碳鋼?,F(xiàn)場(chǎng)兩臺(tái)一用一備,聯(lián)鎖值為汽包液位低于50%備泵自啟。

    圖1 汽包系統(tǒng)工藝流程

    表1 汽包系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)

    1.操作工況

    該裝置按計(jì)劃投產(chǎn),當(dāng)時(shí)使用P101B泵,A泵處于備用狀態(tài)。通過(guò)調(diào)解回流控制泵出口壓力在5.8MPa,汽包液位在60%左右,減溫減壓器、過(guò)熱段噴水均呈穩(wěn)定狀態(tài)。運(yùn)行1個(gè)月后的某日發(fā)現(xiàn)泵出口壓力由5.8MPa降至5.5MPa,切至備泵運(yùn)行一段時(shí)間壓力也有所下降,初步分析可能是脫鹽水水質(zhì)不佳,有垢生成。采取提高除氧器溫度、加大化學(xué)藥劑等措施后情況有所好轉(zhuǎn)。

    次日8:00當(dāng)班人員接班后發(fā)現(xiàn)汽包液位呈下降趨勢(shì),現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)P101A出口壓力僅為3.1MPa。立即啟動(dòng)P101B泵,8:38P101B泵流量不足,泵出口壓力僅為3.7MPa,再次啟動(dòng)P101A,兩泵同時(shí)運(yùn)行壓力僅為3.8MPa,汽包液位迅速下降,9:04汽包液位降至38%,裝置聯(lián)鎖動(dòng)作斷氨停車。

    障故發(fā)生后,立即組織人員搶修,將P101B拆除檢查泵入口過(guò)濾網(wǎng)、電機(jī)及所有出口均未發(fā)現(xiàn)異常。最后將P101B解體檢查,發(fā)現(xiàn)葉輪孔內(nèi)有殘?jiān)?、第五?jí)O環(huán)脫落、第十一級(jí)葉輪有一孔洞(長(zhǎng)約1cm)。緊急處理后啟動(dòng)P101A運(yùn)行,泵出口壓力在5.0MPa,裝置投料開車。兩天后的16:00時(shí)P101A流量略有下降,經(jīng)研究將原設(shè)計(jì)泵冷卻水管拆除。運(yùn)行1天后P101A泵出口壓力開始降低,在3min內(nèi)由4.2MPa降低至3.1MPa,致使汽包液位急劇下降,19:28時(shí)不得已實(shí)施停車處理。

    2.原因分析及對(duì)策

    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及調(diào)出當(dāng)時(shí)運(yùn)行曲線記錄分析,有兩種可能:入口管線堵塞;除氧器壓力低,水溫高,在此操作條件下泵容易出現(xiàn)氣蝕。

    停車后決定對(duì)整個(gè)鍋爐補(bǔ)水系統(tǒng)從工藝和設(shè)備兩個(gè)方面進(jìn)行檢查。將除氧器液位全部退掉后進(jìn)行容器檢查,并吹掃管線,檢查有無(wú)雜物堵塞管道。對(duì)P101泵聯(lián)系廠家更換備件。

    次日對(duì)除氧器打開探查,發(fā)現(xiàn)除氧器內(nèi)部篩板由于材質(zhì)強(qiáng)度低(普通白鋼厚度僅為0.5mm),內(nèi)部壓力不穩(wěn)(中壓蒸汽冷凝液也直接進(jìn)入除氧器)已經(jīng)解體散落在除氧器內(nèi)。研究決定暫時(shí)取消此篩板,由設(shè)計(jì)部門按目前工藝條件重新設(shè)計(jì)適宜的篩板待裝。在工藝上采取加大化學(xué)除氧劑、分析頻率保證鍋爐水質(zhì)不受影響。同時(shí)在除氧器下部出水口加裝過(guò)濾網(wǎng),防止異物堵塞泵入口。

    由于泵體及配件沖蝕較嚴(yán)重,聯(lián)系廠家重新加工一套不銹鋼泵體,同時(shí)將葉輪和口環(huán)的材質(zhì)改為304和錫青銅。

    工藝上采取降低除氧器壓力,由原來(lái)設(shè)計(jì)的0.056MPa降為0.02~0.04MPa,控制其正常工作溫度在95~100℃之間,防止產(chǎn)生氣蝕。

    采取上述改進(jìn)措施后,裝置于3天后投料生產(chǎn),汽包系統(tǒng)一直平穩(wěn)運(yùn)行至今(除氧器篩板于3個(gè)月后檢修時(shí)重新安裝)。

    3.結(jié)論

    鍋爐給水泵出口壓力不足的原因是多方面的。

    第一,該裝置是我國(guó)第一套由國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)、設(shè)備全部采用國(guó)產(chǎn)化的大型濃稀硝酸聯(lián)合裝置。該裝置的汽包、省煤器、濃硝酸的減溫減壓器三個(gè)單元均由一臺(tái)泵供水,互相影響,泵操作負(fù)荷壓力過(guò)大。特別是由于設(shè)備原因,減溫減壓器自開車以來(lái)一直處于不穩(wěn)定狀態(tài),影響泵出口壓力。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)減溫減壓器不用水時(shí),泵運(yùn)行工況明顯改善。經(jīng)評(píng)估后決定將減溫減壓器用水改為其他泵供水,有效改善了泵的運(yùn)行條件。

    第二,泵的本體材質(zhì)選型十分關(guān)鍵,由于工藝條件不同,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,確定適合的材質(zhì)。

    第三,鍋爐系統(tǒng)水質(zhì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)正常平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要,補(bǔ)充脫鹽水為一級(jí)脫鹽水,水質(zhì)相對(duì)較差,所以應(yīng)加強(qiáng)日常管理。

    第四,在可查到的資料中除氧器溫度壓力設(shè)計(jì)值基本上在0.056MPa、110℃左右,但尚未見到此類問題,是否P101選型有問題,還需進(jìn)一步研究確定。

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