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文檔簡介
1、蒸憎設(shè)施降壓剩余物油泵長期運作方法剖析減壓塔底渣油泵工作特點減壓塔底渣油泵是為減壓塔底渣油 提供輸送動力的油泵(以下簡稱渣油泵)??紤]流量的連續(xù)平穩(wěn),通 常使用離心熱油泵。減壓塔正常操作時保持高真空度,塔頂真空度要 求不低于一88kpa,減壓塔進料油品為減壓爐出口黑油,溫度為400°c, 會出現(xiàn)結(jié)焦。減壓塔底渣油為高真空度下不能蒸發(fā)汽化的塔底油品, 原油中硫多留在該渣油中。因此,渣油泵有以下工作特點:介質(zhì)溫度 高、易結(jié)焦、泵吸入真空度高,相對含硫量高,易腐蝕。另外,還受 加工量、原油性質(zhì)和工藝操作等方面的影響,長期穩(wěn)定運行影響因素 多,同時,裝置連續(xù)生產(chǎn)對渣油泵可靠性要求高。一旦渣油
2、泵不能正 常運行,裝置會因不能進行循環(huán)而必須立即緊急停工。渣油性質(zhì)。減壓塔底渣油泵故障表現(xiàn)獨山子石化公司煉油廠有3套蒸脩裝 置,這3套裝置渣油泵故障的發(fā)牛頻率在動設(shè)備中所占比例都很高, 故障表現(xiàn)不盡相同,歸結(jié)有泵振動大、泵抽空、密封泄漏、介質(zhì)流通 部件腐蝕等幾類。統(tǒng)計故障臺次。這些故障頻繁發(fā)生,出現(xiàn)故障后由于降溫冷卻時間長、渣油冷 后黏度大、時間緊、檢修質(zhì)量不高、預(yù)熱備用時間長等因素,對裝置 的連續(xù)安全牛產(chǎn)造成嚴重威脅。延長減壓塔底渣油泵無故障運行時間的措施及措施分析1介質(zhì) 溫度高的問題介質(zhì)溫度高容易使動密封失效泄漏,發(fā)生火災(zāi);還會使 渣油泵出現(xiàn)電機和泵的對中偏差,造成振動。另外,高溫還易于硫
3、對金屬的腐蝕,在高速沖刷狀態(tài)加劇腐蝕。 因此,渣油泵選用熱油泵,安裝可靠的機械密封,配置冷卻降溫系統(tǒng)。 進行冷卻降溫的部位有泵的軸承、密封腔體、支座、機械密封等,冷 卻介質(zhì)有新水和沖洗封油2種。在渣油泵管理中,針對介質(zhì)溫度高采 取以下措施,取得良好效果。(1) 檢查調(diào)節(jié)冷卻水排水溫度不超溫,減緩水垢的生成,保 持冷卻系統(tǒng)的傳熱降溫效率。定期或冷卻水不暢通、出水溫度高時, 及時清理或化學(xué)清洗冷卻水系統(tǒng)?;瘜W(xué)清洗使用帶有緩蝕劑、對冷卻 系統(tǒng)金屬無腐蝕作用的金屬除垢劑,通過化學(xué)反應(yīng)溶解牢固生長在金 屬表面上的水垢,水沖洗后排除。化學(xué)清洗特別適用于無法直接接觸 或重量和結(jié)垢面積大的冷卻部位。不僅如此,
4、化學(xué)清洗還可以在不拆 泵的條件下,短時間徹底清洗冷卻系統(tǒng)。因此,推薦使用工作量小而 效率高的化學(xué)清洗方式清理熱油泵冷卻水系統(tǒng)的水垢。(2) 選擇高初憾點油品做封油,降低機械密封沖洗冷卻封油 的溫度、保證冷卻封油的注入壓力和流量。一般封油均為本裝置減壓 塔側(cè)線油品供給,考慮操作不正常情況下部分側(cè)線無油、開工時引用 外援封油等情況,通常是多條側(cè)線可提供封油。因此,在條件許可時, 用低側(cè)線高初餡點的油品做封油,避免封油進入渣油泵內(nèi)升溫汽化, 出現(xiàn)抽空故障。例如,生產(chǎn)中曾有減一線做封油引起渣油泵長時間抽 空,損壞渣油泵的實例。在側(cè)線提供封油時,側(cè)線本身做為蒸館裝置 的一個產(chǎn)品也需要調(diào)節(jié),所以,保證側(cè)線
5、產(chǎn)品質(zhì)量的同時,必須保證 穩(wěn)定可靠的封油。為此,根據(jù)實際情況,改造封油供給流程,降低了 封油溫度;改變供封油側(cè)線流量控制點,提高了封油的壓力和流量等。 這些措施的實施,徹底解決了以往密封不嚴、微量長期滲漏的運行狀 況。(3)在保證密封軸套不與密封腔喉部襯套磨擦前提下縮小兩 者的間隙,這一間隙起類似迷宮密封的作用,有了這一道密封,高溫 渣油進入密封腔內(nèi)的流量和壓力就會變得很小,從而帶入較少的熱 量,有利于密封腔內(nèi)溫度和壓力的降低,還可減少封油的注入量,為 延長機械密封的使用壽命起到很大的作用。(4)選用低壓蒸汽做為機械密封的冷卻介質(zhì)。由于使用新水 做為冷卻介質(zhì),溫度越高,時間越長,越容易生成水垢
6、,對于機械密 封,特別是波紋管機械密封,就越容易造成彈性補償部件被水垢固定、 無法軸向伸縮保持動靜環(huán)的密切貼合,出現(xiàn)密封泄漏。因此,有的蒸 憾裝置使用耐溫高一點的波紋管機械密封,采用低壓蒸汽(約140°c) 作為冷卻介質(zhì),來避免出現(xiàn)水垢造成的彈性部件失彈泄漏。這種措施 使用上蒸汽耗量較大,對密封的要求也更高,不是很經(jīng)濟。(5)使用高品質(zhì)的波紋管機械密封。從大彈簧機械密封、多 彈簧機械密封到波紋管機械密封,隨著密封技術(shù)的進步,對高溫介質(zhì) 的密封越來越可靠。這些密封中一種是改進密封的冷卻結(jié)構(gòu),即降低 彈性部件和磨擦付的工作溫度來滿足在高溫環(huán)境中的密封效果,如丹 東克隆的波紋管密封,在磨擦
7、付和波紋管部位增加冷卻水套。再如西 安石油大學(xué)化機研究所的波紋管密封,在波紋管軸套上銃出螺旋槽, 使冷卻水湍流,強化冷卻傳熱,還可最大限度的減緩水垢生成;另一 種是選用髙溫下仍具有良好彈性的波紋管金屬材質(zhì)和高溫下堅固、不 變形、耐磨損的磨擦付,從密封本身性能上提高使用溫度,如我公司 委托烏蘇北方新科密封廠開發(fā)的高溫去封油熱油泵密封。這兩類波紋管密封,后者的造價要高出前者很多倍,理論上更 可靠、壽命更長。2介質(zhì)易結(jié)焦的問題結(jié)焦現(xiàn)象在蒸憾裝置中主要表現(xiàn)在減壓爐 輻射爐管和減壓塔底等部位,這些部位的生成焦最終進入渣油泵,阻 礙渣油流入泵吸入口,引起流量和揚程下降,嚴重時造成泵抽空,對 渣油泵的正常運
8、行造成影響。這個問題不是離心渣油泵本身能解決 的,因此,需要在工藝方面和泵的工作環(huán)境上采取措施。(1) 摸索工藝操作經(jīng)驗,借鑒蒸憾裝置的工藝技術(shù)進步,應(yīng) 用減壓爐出口爐管3級擴徑、取消減壓爐出口轉(zhuǎn)油線開關(guān)、減圧塔進 料改造為環(huán)向進料、更換低壓降塔盤或填料、水環(huán)真空泵與蒸汽噴射 泵聯(lián)合抽真空等技術(shù),完成減壓蒸餛生產(chǎn)向低爐溫、高真空的轉(zhuǎn)變, 改善蒸憎出的油品質(zhì)量的同時,也降低了減壓爐出口溫度。現(xiàn)在減壓 爐出口溫度普遍采用390°c的生產(chǎn)參數(shù),減輕或避免油品的結(jié)焦。(2) 產(chǎn)生結(jié)焦除了溫度因素以外,還有流速的因素。減壓塔 底渣油在總流量小時,塔內(nèi)的渣油就可能出現(xiàn)靜置利焦化。因此,安 裝渣油
9、泵出口返回到塔底的循環(huán)線,從而保證渣油總流量小的情況下 不結(jié)焦、少結(jié)焦。另外,在減壓爐爐管設(shè)置吹汽,提高爐管內(nèi)流速, 減少結(jié)焦的可能性。(3) 為防止生產(chǎn)中出現(xiàn)減壓爐溫超溫的操作失誤,考慮延長 蒸憾裝置的生產(chǎn)周期,渣油泵入口安裝過濾器、在生產(chǎn)狀態(tài)下能夠及 時清焦。3吸入真空度高的問題在渣油泵的運行中容易產(chǎn)生泵抽空、密 封泄漏等急性故障,同時,引起減壓塔的真空度下降,影響包括下游 生產(chǎn)裝置的正常操作生產(chǎn)。解決這一問題很大程度上需要從裝置設(shè)計 時就進行考慮;其次,就是渣油泵設(shè)備本身的抗汽蝕性能和密封性能; 另外,保證生產(chǎn)工藝操作的正常平穩(wěn)也很重要。(1) 裝置設(shè)計時增高減壓塔安裝位置,盡量縮短減壓
10、塔底到 渣油泵進口管線的長度,減少流動阻力損失,保證足夠的灌注壓頭, 從根本上避免減壓塔內(nèi)真空度對渣油泵正常運行的影響。當(dāng)然,考慮 建設(shè)安裝費用,并不是安裝的越高越好,而是必須保證設(shè)計加工量條 件下渣油泵入口正壓的高度。(2) 選用結(jié)構(gòu)上密封部位布置合適的允許吸入真空度高的渣 油泵,在渣油泵生產(chǎn)運行中避免從密封處出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象,產(chǎn)生抽空損 壞設(shè)備的故障。(3) 保證密封效果,提高密封腔內(nèi)壓力。對于真空密封來講, 發(fā)生泄漏往往不容易被檢查出,因泄漏吸入泵內(nèi)的冷卻水和空氣造成 的泵抽空,也容易被誤判斷為減壓塔底結(jié)焦或泵吸入口過濾器管線堵 塞。因此,會延誤故障的檢修和排除。現(xiàn)場可采取提高密封腔壓力的
11、措施,即保證密封壓力為正壓,具體做法有兩個方面,一是前面談到 過密封腔喉部襯套間隙的作用,在壓力環(huán)境下,限制高壓力渣油進入 密封腔,而在負壓環(huán)境下,也可限制密封腔內(nèi)的封油流出密封腔,即 在泵本身結(jié)構(gòu)上保證密封腔在外界環(huán)境與泵內(nèi)葉輪吸入口之間形成 盡可能大的壓差;另一方面,在密封封油的注入線上安裝壓力表,調(diào) 節(jié)封油注入量,保證密封腔內(nèi)正壓。另外,需要特別提醒,這一點不 僅運行泵要保證,備用泵同樣要保證。生產(chǎn)中曾多次出現(xiàn),運行泵密 封不漏,備用靜止泵密封泄漏而引起的運行泵頻繁抽空事例。參見圖 1,原因分析如下:a、b兩臺泵,a泵運轉(zhuǎn),b泵備用,介質(zhì)在a 泵內(nèi)的流動順序是a1-a2-a3,而在b泵內(nèi)
12、介質(zhì)的流動則市a泵 提供動力,順序是b3-b2-b1,因此,預(yù)熱備用泵的介質(zhì)完整的流 動過程是al a2 a3 b3 b2bl al可見即使運行泵的密封 a2不倒吸泄漏,也會因備用泵的密封b2倒吸泄漏造成運行泵泵a 的抽空。(4)保證減壓塔真空度和平穩(wěn)操作,減少或避免輕組份進入 塔底渣油中,杜絕輕組份在葉輪吸入n真空下汽化造成渣油泵抽空。 當(dāng)工藝操作大幅度變化時,部分輕組份來不及汽化拔出,就會出現(xiàn)上 述故障。因此,在車間生產(chǎn)管理中,制定相應(yīng)工藝管理措施來保證平 穩(wěn)操作,如換原油前8h必須開罐混煉,提降加工量必須緩慢,加熱 爐出口溫度限定很小的變化范圍,抽真空系統(tǒng)冷卻水量和蒸汽用量必 須保證一定
13、量等。再有,前面談過的封油組份輕重問題也應(yīng)考慮。4渣油泵正常運行中工作流量范圍過大的問題受原油和成品油 市場的影響,煉油生產(chǎn)會有最大、最小加工量的要求,原油的種類會 更多。還有,為適應(yīng)市場要求,產(chǎn)品方案也會變動頻繁。因此,蒸館 裝置的加工量、原油性質(zhì)變化以及產(chǎn)品方案變動會很大,相應(yīng)帶來生 產(chǎn)操作的變動。由此,渣油泵的輸送流量變動很人,這也會對渣油泵 的長周期運行帶來影響。如我廠加工原油從重質(zhì)克拉瑪依原油、混合稠油到輕質(zhì)的彩南 原油、哈國原油,渣油收率從30%到12%;單套裝置加工量從5200t /d到38001/d,這些生產(chǎn)狀況都岀現(xiàn)過。從而使渣油泵的流量變化 很大,當(dāng)處于小于或接近額定流量的
14、30%最小流量時,造成渣油泵 故障頻繁??刹扇〉募夹g(shù)措施有:(1)加強主產(chǎn)計劃,提高生產(chǎn)變動 的平穩(wěn)性,避免裝置在最低負荷以下運行,在保證裝置經(jīng)濟運行的同 時也保證了包括渣油泵在內(nèi)的裝置設(shè)備正常運行。另外,前面提到過, 由于操作大幅變動,造成輕組份落入塔底,使渣油泵抽空。這種情況 也可以因生產(chǎn)平穩(wěn)而避免。(2)增設(shè)塔底循環(huán)線,不僅對減輕減壓塔底結(jié)焦有利,而且 還可保證在渣油產(chǎn)量小的情況下,渣油泵工作流量在最小流量之上運 行,即增加循環(huán)量,保證渣油泵的正常運行。(3)切削葉輪。通常,生產(chǎn)中考慮最大流量選用泵,正常生 產(chǎn)時已偏大,在小流量的情況下更易出現(xiàn)故障,因此,根據(jù)長期的工 作流量,對工作泵葉
15、輪進行切削,應(yīng)對渣油流量過低的運行要求。而 備用泵不動,在大流量的情況下運行滿足牛產(chǎn)。(4)使用變頻調(diào)速器。在電機供電系統(tǒng)安裝變頻調(diào)速器,通 過儀表信號,使電機在零到額定轉(zhuǎn)速之間選擇任一轉(zhuǎn)速連續(xù)運轉(zhuǎn),可 以調(diào)節(jié)渣油泵的流量。由于改變了離心泵的特性曲線,使得離心泵的 運行幾乎可在零到額定流量范圍之間長期工作。在小流量工作情況 下,由于渣油泵的轉(zhuǎn)速很低,因此,給渣油泵的長周期運行帶來更多 保證。如降低工作壓力、減少傳動鍵、軸和聯(lián)軸器的負荷,減小轉(zhuǎn)動 部件磨擦發(fā)熱和磨損、減弱振動等。5經(jīng)濟高效運行措施渣油泵通常的運行調(diào)節(jié)方式是出口管路上 安裝調(diào)節(jié)閥,通過減壓塔底液位的測量值給調(diào)節(jié)閥發(fā)出開或關(guān)的信 號
16、。即渣油泵流量調(diào)節(jié)是出口閥調(diào)節(jié)。很明顯,在低壓設(shè)計流量時, 很多能量浪費在出口閥的節(jié)流損失上。而在市場環(huán)境下,大多運行時 間中,渣油泵流量遠低于較低設(shè)計流量。因此,運行效率非常低。前面提到改變渣油泵流量的方法:切削葉輪和改變轉(zhuǎn)速,這兩 種方法都比調(diào)節(jié)出口閥改變流量要節(jié)能,可以提高泵的運行效率。但 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速是最好的改變流量方法,前而已經(jīng)提到對泵本身運行狀況的 改善,更重要的是這種方法可以在很大的流量范圍內(nèi)保持最低的能耗 和最高的效率。切削葉輪的方法只能在改變后的額定流量點上保持高 效,同時也存在最大流量下降的問題,與目前市場環(huán)境下的長周期生 產(chǎn)要求存在一些差距。通過實踐,在生產(chǎn)中對兩臺渣油泵一臺原級葉 輪安裝變頻器,另一臺根據(jù)生產(chǎn)狀況切削葉輪,同樣的生產(chǎn)狀況和驅(qū) 動電機,出口閥調(diào)節(jié)流量時,電機電流150a,切削葉輪泵電機電流 120a,變頻調(diào)速泵v100a.由此可見節(jié)能效果非常明顯。6其他技術(shù)措施(1)采取渣油泵預(yù)熱溫度接近減壓塔底溫度時 進行二次熱態(tài)對中措施,避免對中偏差引起振動。(2)渣油泵腐蝕問題,原油含硫產(chǎn)生腐蝕,泵內(nèi)流速高,加 劇腐蝕,升級介質(zhì)流通部件材質(zhì),至少按三類材質(zhì)考慮,從長期生產(chǎn) 原油性質(zhì)和設(shè)備可靠性的要求趨勢,應(yīng)當(dāng)選擇不銹鋼材質(zhì)。結(jié)語綜上所述,渣油泵的長周期高效運行與裝置的設(shè)計、工藝 技術(shù)、設(shè)備選型、工
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