淺析丙烷輸送泵抽空原因及解決措施

鐘齊放(四川石化倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸部 四川成都 611930)

前言

丙烷輸送泵采用的是大連蘇爾壽TIMC40B-4T=1025型筒袋3泵,其基本參數(shù)為電機(jī)功率11KW,軸功率7.8KW,流量9m/h,汽蝕余量2.5m,揚(yáng)程220m,工藝介質(zhì)為丙烷,控制溫度為常溫,泵吸入口壓力1.3MPa,出口壓力2.4MPa.

一、故障情況經(jīng)過(guò)及處理簡(jiǎn)介

某日丙烷罐T-002A邊收氣分丙烷邊經(jīng)過(guò)P-002B付乙烯裝置,同時(shí)通過(guò)汽化器自升壓.18:44,內(nèi)操發(fā)現(xiàn)“丙烷去乙烯裝置主管網(wǎng)壓力L報(bào)”報(bào)警,馬上切至DCS畫面查看,18:45丙烷去乙烯裝置主管網(wǎng)壓力LL報(bào),聯(lián)鎖啟動(dòng)備用泵P-002A,內(nèi)操立即匯報(bào)班長(zhǎng),班長(zhǎng)馬上查看DCS畫面并初步判斷主管網(wǎng)壓力LL報(bào)的原因,立即通知外操帶上工具到現(xiàn)場(chǎng)做好處置準(zhǔn)備.同時(shí)安排另一外操沿丙烷進(jìn)泵線檢查是否有泄露點(diǎn),然后跟乙烯裝置聯(lián)系告知其情況并通知其做好丙烷降量的準(zhǔn)備,并將情況上報(bào).隨后對(duì)機(jī)泵進(jìn)行緊急處置.通過(guò)對(duì)運(yùn)行泵帶壓放火炬和收付料活罐的切換最終使丙烷泵出口壓力和主管網(wǎng)壓力恢復(fù)正常.最后停下備用泵P-002A,一切恢復(fù)正常.

二、故障原因排查分析

1.操作不穩(wěn)、介質(zhì)流量波動(dòng)大導(dǎo)致抽空

經(jīng)查閱DCS操作記錄及流量變化趨勢(shì)圖,未發(fā)現(xiàn)流量出現(xiàn)較大的波動(dòng)曲線,操作一直很平穩(wěn)無(wú)波動(dòng),排除這一因素.

2.泵入口密封填料漏,閥門法蘭連接不嚴(yán),泵運(yùn)行中吸入氣體.

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)外操人員對(duì)進(jìn)泵線及泵體的仔細(xì)檢查,未發(fā)現(xiàn)入泵線有泄露的地方,亦未發(fā)現(xiàn)泵體有泄露,排除這一因素.

3.入口管線過(guò)濾器未清洗堵或者閥門故障DCS顯示正?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際已關(guān)閉

過(guò)濾器堵塞只可能引起一臺(tái)機(jī)泵抽空,不可能兩臺(tái)機(jī)泵入口過(guò)濾器同時(shí)堵塞,這種可能性極低,后面處理操作也證明抽空不是過(guò)濾器堵塞造成的,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)人員檢查也未發(fā)現(xiàn)閥門故障,故這一個(gè)因素可排除.

4.儲(chǔ)罐液位低或者因汽化器液位低造成氣相反串至泵入口線造成抽空

查看儲(chǔ)罐液位趨勢(shì)圖可以看出,機(jī)泵這段時(shí)間液位一直維持在6.1m左右,所以這個(gè)因素也可排除,

由于汽化器入口和泵入口連接在同一管線上,那有沒(méi)有汽化器液位低造成氣相反串至泵入口造成抽空的可能了?我們查看了丙烷汽化器液位變化趨勢(shì)圖,汽化器液位一直維持在設(shè)定液位800mm左右波動(dòng),另外汽化器出口壓力只比管內(nèi)壓力高0.05MPa也不足以提供氣相反串泵入口的動(dòng)力,所以這一因素亦可排除.

5.儲(chǔ)罐罐內(nèi)壓力低或者溫度過(guò)高使得罐內(nèi)當(dāng)時(shí)壓力低于當(dāng)時(shí)溫度下丙烷飽和蒸汽壓產(chǎn)生氣蝕抽空現(xiàn)象

查閱儲(chǔ)罐壓力溫度變化趨勢(shì)圖,得知在泵出現(xiàn)抽空前2h壓力都維持在0.92MPa左右,溫度都維持在20℃左右.對(duì)照丙烷物性表,我們可看出在此溫度下丙烷飽和蒸汽壓為0.8299MPa低于當(dāng)時(shí)罐壓,所以不存在儲(chǔ)罐壓力低或溫度高這一因素.

丙烷物性表溫度溫度溫度℃飽和蒸汽壓mmHg ℃飽和蒸汽壓Ba r A℃飽和蒸汽壓Ba r A-70182.173.4173512.15-604.701318.82-1004013.78-50527.29106.3134515.2

25.65-40830.88208.2995017-301255.8259.546021-2024163010.7970

6.裝置送料溫度波動(dòng)較大引起空化抽空或者所送物料帶氣

經(jīng)調(diào)閱上游氣分裝置丙烷泵出口溫度壓力趨勢(shì)圖,我們可以看出這一段時(shí)間丙烷溫度由27.5℃升到了39.2℃,我們?cè)俑鶕?jù)丙烷物性表可以查的39.2℃下丙烷飽和蒸汽壓接近1.378MPa,而此時(shí)丙烷輸送泵后的最大壓力才1.241MPa遠(yuǎn)低于此時(shí)飽和蒸汽壓,極易造成丙烷氣蝕抽空,這個(gè)因素引起抽空的可能性是最大的.當(dāng)時(shí)將付料罐切換至另一臺(tái)罐后抽空現(xiàn)象隨之消失也證明此分析結(jié)論是正確的.

圖一

圖二

三、解決措施及建議

1.針對(duì)此類飽和蒸汽壓隨溫度變化而變化較大的物料,盡量不要采取邊收邊付的活罐形式,這樣就能有效避免因裝置所送物料溫度波動(dòng)引起的空化抽空現(xiàn)象發(fā)生.

2.適當(dāng)提高丙烷罐的操作壓力并擴(kuò)大操作壓力范圍,之前丙烷罐操作壓力設(shè)置為1.1-1.26MPa,可操作范圍小,不利于控制,極易造成超壓或低壓的現(xiàn)象.根據(jù)丙烷物性及四川地區(qū)夏季氣溫建議將丙烷罐操作壓力上限升高到40℃對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓.

3.提高丙烷汽化器設(shè)定壓力至1.1MPa,之前丙烷汽化器設(shè)定壓力為0.85MPa,對(duì)應(yīng)的飽和溫度只有22℃左右.而四川地區(qū)在夏季儲(chǔ)罐溫度極易超過(guò)此溫度,當(dāng)儲(chǔ)罐壓力下降到介質(zhì)飽和蒸汽壓而汽化器仍沒(méi)有工作升壓,那么就很容易造成機(jī)泵氣蝕抽空.

[1]趙會(huì)軍.石化用離心泵抽空原因分析.沈陽(yáng):管道技術(shù)與設(shè)備,1999.

[2]錢錫俊陳弘.泵和壓縮機(jī).北京:石油工業(yè)出版社,2007.