淺談高壓液氧泵互備的應(yīng)用

覃 洪，劉 萍，楊俊杰

(黔西縣黔希煤化工投資有限責(zé)任公司，貴州 黔西，551500)

1 空分配套液氧泵簡(jiǎn)介

黔?；つ戤a(chǎn)30萬(wàn)噸乙二醇，項(xiàng)目配套建設(shè)一套48000m3/h空分裝置，壓縮機(jī)組采用汽輪機(jī)一拖二技術(shù),采用全低壓、分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機(jī)制冷、全精餾制氬空氣增壓、液氧內(nèi)壓縮流程，由ITCC和DCS系統(tǒng)控制，具有流程先進(jìn)，技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、操作方便、安全低耗、控制容易的優(yōu)點(diǎn)。

高壓液氧泵是法國(guó)克瑞斯達(dá)廠(chǎng)家生產(chǎn)，型號(hào): VP4/255/7L-3.4C/0-CB-WB-FC，流量：46000 Nm3/h，揚(yáng)程：476 M，差壓：52.5 Bar ，進(jìn)口壓力：1.5 bar(A)，出口壓力：54 bar(A)，泵轉(zhuǎn)速：3489 Rpm，效率：64.9 %，軸功率：131.1 kW，電機(jī)：190 kW；液氧泵為立式離心泵，直接和電機(jī)鏈接，雙點(diǎn)迷宮密封,高壓液氧泵結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 高壓液氧泵結(jié)構(gòu)圖

2 高壓液氧的聯(lián)鎖關(guān)系

動(dòng)作原因：

(1)空壓機(jī)放空HSL-K7001，延時(shí)3秒。

(2)增壓機(jī)放空HSL-K7002，延時(shí)3秒。

(3)機(jī)組公共停車(chē)HSL-KT7001。

(4)變頻器故障75UA021。

(5)現(xiàn)場(chǎng)停運(yùn)75HSL021B。

(6)主控停運(yùn)75HSL021A。

(7)下層主冷液位73LT002低于1339mmH2O；低報(bào)警值：2500mmH2O。

(8)密封氣壓差75PDT025低于0KPa；報(bào)警值：8KPa。

(9)高壓氧氣出冷箱溫度73TE039低于-5℃；報(bào)警值：8℃。

(10)軸承溫度75TE021高于115℃；高報(bào)值：110℃。

(11)密封氣溫度75TE022低于-120℃；低報(bào)值：-90℃。

(12)繞組溫度超過(guò)150℃。

動(dòng)作結(jié)果：

液氧泵P7501停。

另外，軸承溫度75TE021要不低于-10℃，才允許啟動(dòng)泵。

電加熱器控制：

密封氣溫度75TE022低于5℃，啟動(dòng)電加熱器并報(bào)警；高于25℃，停加熱器并報(bào)警。

高壓液氧泵運(yùn)行狀況見(jiàn)圖2。

圖2 高壓液氧泵運(yùn)行狀況

3 操作前檢查內(nèi)容及要求

(1)檢查所有管道、接口、固定螺栓和電機(jī)連接。

(2)盤(pán)車(chē)，泵一經(jīng)安裝，冷卻前要手動(dòng)拆解密封腔并檢查旋轉(zhuǎn)。

(3)檢查迷宮環(huán)自動(dòng)對(duì)心，松開(kāi)迷宮式密封上的安全螺栓并手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸以保證它正確旋轉(zhuǎn)且迷宮環(huán)自動(dòng)對(duì)心。擰緊迷宮式密封上的安全螺栓，再次檢查泵正確旋轉(zhuǎn)。

(4)在操作泵前，對(duì)進(jìn)出口管線(xiàn)及旁路、排放線(xiàn)路進(jìn)行吹掃，從而預(yù)防濕氣或者冷卻階段泵內(nèi)結(jié)冰。其時(shí)間長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況而變化，長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后最少進(jìn)行一天。

(5)投用密封氣：

① 打開(kāi)密封氣過(guò)濾器前面的進(jìn)口閥和出口閥。

② 調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥上的螺栓調(diào)整壓力PIN高于泵的入口壓力。

③ 調(diào)整密封氣壓力PU高于參比氣PREF高2-3Bar。

(6)聯(lián)系電氣送電。

(7)聯(lián)系儀表人員現(xiàn)場(chǎng)檢查。

4 氣冷液氧泵

(1)確認(rèn)高壓液氧泵密封氣投用正常。

(2)確認(rèn)高壓液氧泵露點(diǎn)分析合格(≤-65℃)。

(3)確認(rèn)高壓液氧泵進(jìn)、出口閥門(mén)全關(guān)，加溫氣閥門(mén)全關(guān)。

(4)打開(kāi)高壓液氧泵前、后吹除閥。

(5)緩慢打開(kāi)高壓液氧泵的回氣閥，直至全開(kāi)。

(6)檢查高壓液氧泵是否轉(zhuǎn)動(dòng)，若沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，保持預(yù)冷狀態(tài)；若轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)小泵前后吹除閥，直至泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

(7)當(dāng)吹除閥管線(xiàn)處有結(jié)霜時(shí)，氣冷結(jié)束。

(8)整個(gè)氣冷時(shí)間不少于1小時(shí)。

5 液冷液氧泵

(1)氣冷結(jié)束后，緩慢開(kāi)大高壓液氧泵回流閥。

(2)將泵前、后吹除閥倒換至排液總管，用蒸汽噴射器將液氧氣化。

(3)當(dāng)主冷液位達(dá)到80%時(shí)，開(kāi)始液冷液氧泵,緩慢開(kāi)大液氧泵進(jìn)口閥至全開(kāi)。

(4)液冷時(shí)間不少于1小時(shí)，在液冷氧泵期間，間斷手動(dòng)盤(pán)車(chē)，檢查泵是否靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。

(5)當(dāng)液氧泵出口排出液氧時(shí)，泵已冷透，可稍開(kāi)出口閥冷卻出口管線(xiàn)，直至將出口閥全開(kāi)，觀(guān)察出口溫度-172℃左右時(shí)，液冷合格。

(6)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)液氧泵進(jìn)、出口閥打開(kāi)，回氣閥全開(kāi)，中控現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)氧泵回流閥全開(kāi)，聯(lián)系中控，確認(rèn)完畢。

6 液氧泵的啟動(dòng)

(1)填寫(xiě)開(kāi)車(chē)確認(rèn)單(生產(chǎn)技術(shù)部、儀表、電氣、機(jī)動(dòng)部、檢修工程公司等單位到場(chǎng)簽字)，緊急情況除外。

(2)現(xiàn)場(chǎng)人員與主控人員及時(shí)保持聯(lián)系，當(dāng)主控人員復(fù)位后。

(3)通知現(xiàn)場(chǎng)人員離開(kāi)氧泵處，主控啟動(dòng)高壓液氧泵，主控人員及時(shí)將轉(zhuǎn)速至1000RPM左右，根據(jù)性能曲線(xiàn)將出口壓力調(diào)正常(根據(jù)液氧泵回流閥和氧氣放空閥進(jìn)行調(diào)整)，現(xiàn)場(chǎng)人員檢查氧泵的運(yùn)行情況，確認(rèn)無(wú)異常，逐步提轉(zhuǎn)速、壓力至正常工藝指標(biāo)。

(4)在正常運(yùn)行時(shí)，注意觀(guān)察泵的壓力、轉(zhuǎn)速、流量、軸溫及迷宮密封處溫度等一些參數(shù)是否正常。

7 泵的互備聯(lián)鎖投用(以P7501A為例)

DCS可以通過(guò)以下信號(hào)判斷運(yùn)行泵故障：

(1)當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速75SI021≥3000RPM但高壓液氧泵出口壓力75PIC027≤4.8MPa，延時(shí)60秒后。

(2)聯(lián)鎖停車(chē)信號(hào)。

(3)現(xiàn)場(chǎng)停運(yùn)狀態(tài)信號(hào)。

① 當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速1000RPM≤75SI021≤2000RPM，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)DCS就判斷該泵處于備用狀態(tài)。

② 當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速75SI021≥3000RPM同時(shí)高壓液氧泵出口壓力75PIC027≥5.0MPa，DCS就判斷該泵處于工作狀態(tài)。

(4)互備邏輯關(guān)系

當(dāng)高壓液氧泵的互備聯(lián)鎖投入時(shí)，高壓氧氣壓力73PI039≤4.8MPa，或運(yùn)行泵故障，同時(shí)備用泵處于冷備狀態(tài)，則備用泵會(huì)直接從備用轉(zhuǎn)速升速到正常工作轉(zhuǎn)速(備用泵與主泵互相切換當(dāng)前兩泵的工作狀態(tài))，備用泵75PV028投入PID自動(dòng)調(diào)節(jié)25秒，壓力設(shè)定值根據(jù)程序給定，30秒后75PV028按工作壓力設(shè)定值PID自動(dòng)調(diào)節(jié)，穩(wěn)定后此泵變?yōu)楣ぷ鞅?；運(yùn)行泵75PV027投入PID自動(dòng)調(diào)節(jié)25秒開(kāi)度設(shè)定值根據(jù)運(yùn)行泵程序給定，改為備用泵運(yùn)行狀態(tài)并由主控操作人員根據(jù)泵實(shí)際運(yùn)行狀況做下一步處理，高壓液氧泵互備聯(lián)鎖邏輯關(guān)系見(jiàn)圖3。

圖3 高壓液氧泵互備聯(lián)鎖邏輯關(guān)系

8 總結(jié)

空分裝置高壓液氧泵故障過(guò)程中，高壓氧氣管網(wǎng)壓力低于4.8MPa,聯(lián)鎖備泵復(fù)制原運(yùn)行泵的參數(shù)，使備泵快速達(dá)到原運(yùn)行泵的參數(shù)，保證氧壓正常，運(yùn)行泵迅速降速到備用泵工作狀態(tài)，避免雙泵同時(shí)高速運(yùn)行，壓力大幅波動(dòng)導(dǎo)致氧氣管線(xiàn)超壓帶來(lái)安全事故及后系統(tǒng)停車(chē)事故，保證裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定安全運(yùn)行。在原有DCS聯(lián)鎖增加高壓液氧泵備泵自啟程序。