直供料增設(shè)壓控設(shè)施的應(yīng)用與分析

胡行作

(中海石油寧波大榭石化有限公司儲運(yùn)二部，浙江 寧波 315812)

1 前言

中海油三期餾分油項(xiàng)目開工以來，大榭石化往大型石化煉化一體化目標(biāo)邁出了重要的一步，隨著新增裝置的正常開啟，新增裝置達(dá)13套，儲運(yùn)系統(tǒng)也扮演著越來越重要的角色。為了保證裝置平穩(wěn)生產(chǎn)，儲運(yùn)罐區(qū)向各裝置的直供料泵運(yùn)行、供料量的穩(wěn)定性顯的尤其關(guān)鍵。直供料泵的平穩(wěn)運(yùn)行是各個(gè)裝置穩(wěn)定生產(chǎn)的前提條件，一旦直供料出現(xiàn)中斷的情況，就會引發(fā)裝置波動，嚴(yán)重時(shí)將造成裝置停工。本次課題就目前儲運(yùn)罐區(qū)往三期供料的直供料品種增設(shè)壓控回流調(diào)節(jié)閥的必要性進(jìn)行詳細(xì)分析與闡述。

2 儲運(yùn)罐區(qū)主要24小時(shí)直供物料品種

2.1 航煤罐區(qū)甲醇供MTBE裝置

甲醇作為MTBE裝置的主要原料，供料量較為穩(wěn)定，甲醇供料泵為P2101AB泵，泵的額定流量為8m3/h、額定揚(yáng)程70m，目前甲醇實(shí)際流量供料量是5.2m3/h左右，較為穩(wěn)定?，F(xiàn)階段罐區(qū)主開一臺P2101B，即可滿足裝置需求，需要注意的是偶爾裝置邊界也會出現(xiàn)卡量情況，使機(jī)泵流量過小而導(dǎo)致抽空，出現(xiàn)供料量低于3m3/h時(shí)，就要開啟罐區(qū)甲醇供料線分支回流閥進(jìn)行分流，以此保證機(jī)泵達(dá)到基本流量正常運(yùn)行。

2.2 芳烴罐區(qū)直餾石腦油供150萬預(yù)加氫裝置

芳烴罐區(qū)直餾/加氫石腦油供重整裝置量較大，每小時(shí)達(dá)到200m3/h左右，供料泵P2603AB額定流量為200m3/h、額定揚(yáng)程130m。額定流量剛好能滿足供料量，正常供料開啟P2603AB其中一臺，滿負(fù)荷運(yùn)行即可，運(yùn)行中泵的出口壓力穩(wěn)定在1.0mpa左右。乙苯向苯乙烯裝置供料，乙苯作為28萬苯乙烯裝置的原料，在芳烴罐區(qū)設(shè)置有P2608AB，額定流量為25m3/h，額定揚(yáng)程50，正常供料只需開啟其中一臺就可滿足供料量需求，一般供料量在15m3/h左右，出口壓力0.4mpa，乙苯平常不供料，但供料時(shí)裝置也會出現(xiàn)卡量關(guān)小閥門情況，導(dǎo)致機(jī)泵抽空。

2.3 裂解石腦油向石腦油加氫裝置供料

裂解石腦油是60萬石腦油加氫裝置的原料。太平罐區(qū)供料罐G3103/G3104、供料泵P3103ABC，P3103BC額定流量20m3/h，揚(yáng)程130m，現(xiàn)在供料只開啟其中一臺就可滿足供料量需求，一般供料量在15m3/h左右，出口壓力1.07mpa。烴化液向乙苯裝置供料，供料泵P3102AB，額定流量33m3/h，揚(yáng)程80m，烴化液平常不供料，但供料時(shí)裝置也經(jīng)常出現(xiàn)卡量關(guān)小閥門情況，導(dǎo)致機(jī)泵抽空。

2.4 太平罐區(qū)輕污回?zé)?/h3>

輕污回?zé)挶肞3106，額定流量15m3/h，揚(yáng)程160m，正?；?zé)捔吭?0m3/h以內(nèi)，但由于裝置邊界調(diào)節(jié)閥經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)量卡小的情況，輕污回?zé)挶肞3106也經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)泵抽空情況。

3 直供料不設(shè)壓控回流閥的弊端

3.1 直供料中斷的后果

大榭石化三期罐區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)就沒有設(shè)置直供料壓控，所以在開工階段每次裝置對直供料需求量變化時(shí)都需要去現(xiàn)場手動進(jìn)行調(diào)節(jié)，且裝置經(jīng)?？?，由于未設(shè)置調(diào)節(jié)回流閥，當(dāng)出現(xiàn)裝置邊界閥關(guān)小，出口管線壓力上升，就會造成供料泵憋壓運(yùn)行，容易造成泵體發(fā)熱抽空進(jìn)而造成機(jī)泵損壞，進(jìn)而造成直供料中斷，引發(fā)裝置生產(chǎn)波動。

3.2 直供料泵的性能影響

由于供料泵都是24小時(shí)持續(xù)的在運(yùn)行供料，泵的性能狀況直接影響裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)運(yùn)行，且三期供料油品大多數(shù)為輕質(zhì)油品，機(jī)泵多數(shù)是離心泵、磁力泵，如果裝置邊界閥門出現(xiàn)卡量情況，出口流量過小，半小時(shí)就會出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，或損壞機(jī)泵進(jìn)而影響裝置生產(chǎn)。所以加強(qiáng)對運(yùn)行供料泵的數(shù)據(jù)監(jiān)控顯得尤為重要。

3.3 人為監(jiān)控的弊端

直供料泵未設(shè)置壓控回流調(diào)節(jié)閥前，為保障供料泵平穩(wěn)運(yùn)行，只能人為地監(jiān)控機(jī)泵的運(yùn)行狀態(tài)，造成班組人員勞動強(qiáng)度增大，且人員時(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)泵運(yùn)行狀況容易出現(xiàn)思想麻痹大意，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)泵異常運(yùn)行情況的出現(xiàn)。

4 直供料泵未增設(shè)壓控前運(yùn)行時(shí)監(jiān)控和巡檢的注意事項(xiàng)

4.1 直供料泵監(jiān)控的重要性

由于供料泵都是24小時(shí)持續(xù)的在運(yùn)行供料，泵的性能狀況直接影響裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)運(yùn)行，除了泵的本身硬件狀況因素不能改變外，作為我們班組人員在日常操作、巡檢、監(jiān)控中要特別引起重視，防止機(jī)泵出現(xiàn)異常抽空，當(dāng)出現(xiàn)抽空時(shí)，班組要第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，及時(shí)調(diào)節(jié)防止供料量中斷，造成事態(tài)擴(kuò)大。

4.2 外操巡檢的注意事項(xiàng)

外操巡檢重點(diǎn)在現(xiàn)場，外操巡檢時(shí)需對運(yùn)行供料泵必須全面檢查，檢查頻率為1小時(shí)1次，檢查要看機(jī)泵①“是否平穩(wěn)運(yùn)行，有無出現(xiàn)振動和異常的聲音”。②“看出口壓力是否正常，有無出現(xiàn)上升或下降，或上下波動的現(xiàn)象，一般出現(xiàn)抽空出口剛開始上下波動，抽空后壓力就下降”。③“看電流表電流指示是否正常，是否達(dá)到相應(yīng)的電流值，如果出現(xiàn)抽空，電流指示下降”。④還有最為直觀的是“看機(jī)泵溫度是否異常上升，如果出現(xiàn)抽空溫度肯定上升和發(fā)燙，可以看入口管線的現(xiàn)場溫度計(jì)，溫度計(jì)指示高于罐溫值5-10度，就開始出現(xiàn)抽空的跡象”。

4.3 內(nèi)操巡檢的注意事項(xiàng)

內(nèi)操必須加強(qiáng)對運(yùn)行機(jī)泵數(shù)據(jù)的監(jiān)控，由于外操的巡檢頻率是1小時(shí)1次，但機(jī)泵出現(xiàn)抽空也就半小時(shí)時(shí)間，外操巡檢未必能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，所以內(nèi)操崗位的巡檢頻率要達(dá)到半小時(shí)1次，需要對運(yùn)行機(jī)泵數(shù)據(jù)進(jìn)行全程監(jiān)控。由于內(nèi)操DCS趨勢對機(jī)泵的電流、出口壓力都能瞬時(shí)顯示，當(dāng)機(jī)泵出現(xiàn)抽空電流值肯定出現(xiàn)下降，壓力也隨之波動和下降，如果能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，就可以避免抽空事故的發(fā)生。這就要求內(nèi)操熟知每臺供料泵的正常運(yùn)行的瞬時(shí)電流、出口壓力，并對電流、壓力趨勢查看加大頻率和次數(shù)。

4.4 加強(qiáng)日常維護(hù)和保養(yǎng)

三期供料泵多數(shù)為離心泵和磁力泵，容易損壞和發(fā)生故障，日常運(yùn)行時(shí)應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)，維護(hù)保養(yǎng)頻率為3個(gè)月1次。當(dāng)發(fā)現(xiàn)密封漏等小的故障應(yīng)馬上聯(lián)系維保進(jìn)行處理，不得帶病運(yùn)行。需要定期對備用機(jī)泵進(jìn)行檢查和維修，以保證備用機(jī)泵的完好性，防止當(dāng)運(yùn)行泵出現(xiàn)故障后，能第一時(shí)間切換到備用機(jī)泵運(yùn)行。在操作上要注意平穩(wěn)操作，嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行，出口閥門開關(guān)要平穩(wěn)，嚴(yán)禁快開快關(guān)引起出口壓力波動。

5 直供料泵出口增設(shè)壓控回流閥的必要性和實(shí)施方案

5.1 增設(shè)壓控回流閥的必要性

為了保證儲運(yùn)罐區(qū)的供料泵平穩(wěn)運(yùn)行，保障裝置正常穩(wěn)定生產(chǎn)，防止機(jī)泵出現(xiàn)抽空現(xiàn)象造成供料量中斷，同時(shí)減少內(nèi)外操巡檢勞動強(qiáng)度，大榭石化儲運(yùn)二部對甲醇、乙苯、直餾石腦油、烴化液、裂解石腦油、輕污等直供料泵出口增設(shè)了壓控回流設(shè)施。

5.2 實(shí)施方案

大榭石化儲運(yùn)二部利用現(xiàn)有流程，合理地制定出每一個(gè)增設(shè)壓控的改造方案，盡量使改造施工簡單化，總體原則在直供料泵出口增設(shè)一臺壓控回流閥，壓控入口閥連供料泵出口，壓控出口增設(shè)一條DN50的管線返回到供料罐。總體方案如下：①提前與生產(chǎn)技術(shù)部溝通，在部門領(lǐng)導(dǎo)的安排下，由工藝專業(yè)牽頭，根據(jù)供料泵機(jī)泵運(yùn)行情況，與生產(chǎn)技術(shù)部對接制定管線碰頭時(shí)間計(jì)劃，合理的對供料泵出口管線進(jìn)行放空或吹掃處理；②設(shè)備專業(yè)提前開展落實(shí)管線碰頭施工所需的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，組織施工單位加強(qiáng)施工力量，按計(jì)劃節(jié)點(diǎn)推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)度；③安全專業(yè)加強(qiáng)過程安全監(jiān)督管理，做好現(xiàn)場管控措施；④在保證不影響正常生產(chǎn)的情況下，逐一完成增設(shè)各壓控技改工作，并完成了焊接、水壓、氣密、探傷、拆裝盲板等主體工作。改造完成后，儲運(yùn)二部對新增壓控進(jìn)行調(diào)試、試驗(yàn)，設(shè)定回流值并制定了壓控使用方案。現(xiàn)所有新增直供料壓控都已投用，當(dāng)裝置出現(xiàn)閥門關(guān)小卡量時(shí)，泵出口壓力高過設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥自動打開直接通過回流管線回流到供料罐中，保證了供料泵不出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，保持平穩(wěn)運(yùn)行。

6 壓控回流閥工作原理及實(shí)施效果

6.1 壓控回流閥工作原理

壓控回流調(diào)節(jié)閥基于壓力平衡原理，依靠凈化風(fēng)為動力，當(dāng)壓控回流閥安裝完畢、DCS組態(tài)完成，根據(jù)供料泵出口管線的實(shí)際壓力，內(nèi)操在DCS上設(shè)定一個(gè)壓力值，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)出口管線壓力高于給定壓力值時(shí)，壓控回流調(diào)節(jié)閥就會自動打開，可以有效地防止管線憋壓造成的機(jī)泵抽空現(xiàn)象，也能保證供料量的平穩(wěn)運(yùn)行。儲運(yùn)二部將甲醇、乙苯、直餾石腦油、烴化液、裂解石腦油、輕污回?zé)挼戎惫┝媳迷鲈O(shè)壓控回流設(shè)施后，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)狀況和供料泵出口管線壓力，通過對上述壓控設(shè)定一定的壓力值，當(dāng)裝置邊界出現(xiàn)卡量時(shí)，供料管線壓力上升，壓控回流閥自動打開，返回到供料罐，實(shí)現(xiàn)循環(huán)回流，避免了供料泵長時(shí)間憋壓運(yùn)行導(dǎo)致的抽空現(xiàn)象。因?yàn)槿诠┝嫌推反蠖鄶?shù)為輕質(zhì)油品，機(jī)泵多數(shù)是離心泵，如果裝置邊界閥門出現(xiàn)卡量情況，出口流量過小，半小時(shí)就會出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，或損壞機(jī)泵進(jìn)而影響裝置生產(chǎn)。壓控回流閥的設(shè)置避免了這一現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)保證裝置平穩(wěn)正常生產(chǎn)，減少了內(nèi)外操巡檢強(qiáng)度。

表1 壓控回流設(shè)定值

6.2 壓控調(diào)節(jié)調(diào)試及投用

當(dāng)增設(shè)壓控回流閥施工完成，需要對其進(jìn)行調(diào)試和投用，以航煤罐區(qū)甲醇為例，如圖1所示調(diào)試前確認(rèn)①閥2、閥3、閥4關(guān)閉狀態(tài)，②聯(lián)系內(nèi)操在DCS對甲醇壓控回流閥進(jìn)行開關(guān)試動，并設(shè)置開度百分值，③外操根據(jù)內(nèi)操的開度值進(jìn)行現(xiàn)場查看確認(rèn)。壓控開關(guān)調(diào)試確認(rèn)完好后，開始進(jìn)行投用：①確認(rèn)甲醇供料泵P2101B正常運(yùn)行供料、閥1處于開啟狀態(tài)，②打開閥3后確認(rèn)甲醇供料泵出口管線壓力為0.5mpa，③聯(lián)系內(nèi)操在DCS上將甲醇壓控調(diào)節(jié)閥壓力設(shè)定值為0.5mpa，④打開閥4、閥5確認(rèn)甲醇壓控回流閥流程打通，壓控開始正常投用。

圖1 甲醇供料壓控調(diào)試投用示意圖

6.3 實(shí)施效果

從2018年10月開始甲醇、乙苯、直餾石腦油、烴化液、裂解石腦油、輕污回?zé)挼戎惫┝媳迷鲈O(shè)壓控回流設(shè)施都已完成施工，并開始投用。從實(shí)際投用情況來看，效果良好，各供料泵在增設(shè)壓控后，正常平穩(wěn)運(yùn)行，出口管線壓力穩(wěn)定在一個(gè)壓力值上，未出現(xiàn)大幅度的波動，機(jī)泵因裝置卡量造成的抽空現(xiàn)象的次數(shù)為0。以太平罐區(qū)烴化液供料泵為例，供料泵P3102AB，額定流量33m3/h，揚(yáng)程80m，壓控回流閥壓力設(shè)定值是0.76mpa，正常供料時(shí)，出口管線壓力維持在0.752mpa，效果明顯。

表2 各供料泵增設(shè)壓控后抽空次數(shù)

7 推廣前景分析及創(chuàng)新點(diǎn)

7.1 推廣前景

儲運(yùn)罐區(qū)直供料機(jī)泵出口設(shè)置壓控回流閥，是防止裝置邊界出現(xiàn)關(guān)閥卡量的必要措施，也是保證供料機(jī)泵長期平穩(wěn)運(yùn)行必要手段，可以有效地防止機(jī)泵抽空而造成的設(shè)備損壞。直供料泵的平穩(wěn)運(yùn)行是各個(gè)裝置穩(wěn)定生產(chǎn)的保證，一旦直供料出現(xiàn)中斷的情況，就會引發(fā)裝置波動，嚴(yán)重時(shí)將造成裝置停工，而增設(shè)直供料泵出口壓控回流閥，可以有效避免這類事故的發(fā)生。直供料增設(shè)壓控設(shè)施前，為保證供料泵平穩(wěn)運(yùn)行，需要外操對機(jī)泵必須全面檢查，頻率為1小時(shí)1次，①檢查機(jī)泵聲音是否異常，②查看出口壓力有無上下波動，③看電流表電流指示是否正常，④檢查機(jī)泵溫度是否異常上升，通過這些現(xiàn)象來判斷機(jī)泵是否抽空。內(nèi)操需要對運(yùn)行機(jī)泵數(shù)據(jù)進(jìn)行全程監(jiān)控，查看DCS趨勢對機(jī)泵的電流、出口壓力數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，內(nèi)操的檢查頻率為半小時(shí)1次，需要第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)供料泵出現(xiàn)抽空現(xiàn)象。直供料增設(shè)壓控設(shè)施后，可以有效的減少內(nèi)外巡檢強(qiáng)度，當(dāng)出口管線壓力異常上升后，自動地打開回流閥返回到供料罐中，不需要內(nèi)外操人為的一直盯著出口管線壓力、時(shí)刻檢查機(jī)泵的運(yùn)行狀況。直供料增設(shè)壓控設(shè)置，符合實(shí)際生產(chǎn)需要，是保證平穩(wěn)生產(chǎn)的必要措施。具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

圖2 烴化液壓控投用后出口管線壓力趨勢圖

7.2 創(chuàng)新點(diǎn)

大榭石化儲運(yùn)罐區(qū)甲醇、乙苯、直餾石腦油、烴化液、裂解石腦油、輕污回?zé)挼戎惫┝媳?，因原來泵出口未設(shè)置壓控回流調(diào)節(jié)閥，為防止裝置經(jīng)?？浚斐晒┝媳帽飰哼\(yùn)行，容易造成泵體發(fā)熱損壞，影響正常平穩(wěn)生產(chǎn)，對上述品種介質(zhì)泵出口各增設(shè)了一臺壓控回流調(diào)節(jié)閥。罐區(qū)直供料泵出口增設(shè)壓控回流閥后，當(dāng)裝置出現(xiàn)關(guān)小閥門卡量情況時(shí)，泵出口壓力上升，壓控回流閥自動打開，返回到供料罐，不會出現(xiàn)泵憋壓運(yùn)行導(dǎo)致抽空現(xiàn)象。直供料泵出口設(shè)置壓控回流閥，減少了內(nèi)外操巡檢強(qiáng)度，不用人為的長時(shí)間的盯著供料泵運(yùn)行狀況。保證了供料泵平穩(wěn)運(yùn)行。

7.3 可能獲得的成果和知識產(chǎn)權(quán)

儲運(yùn)罐區(qū)介質(zhì)往主裝置供料時(shí)，在供料泵出口增設(shè)壓控回流，可以保證裝置平穩(wěn)正常生產(chǎn)，保證供料泵穩(wěn)定運(yùn)行。為儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)介質(zhì)往主裝置供料時(shí)，供料泵選擇設(shè)置壓控回流模式提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。

8 烴化液直供料增設(shè)壓控回流閥流程圖

圖3 烴化液直供料增設(shè)壓控回流閥流程圖