高壓聚乙烯裝置大功率熱水泵啟動故障處理
某石化公司20萬噸/年高壓聚乙烯裝置在開工初期,兩臺大功率熱水泵均出現(xiàn)了在灌泵時離心泵抱軸和進口管線劇烈振動的現(xiàn)象,造成了大功率熱水泵無法正常啟動,通過改變泵啟動時的操作方法及加大葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)之間間隙的方法,成功地解決了大功率熱水泵啟動的問題,至今已經(jīng)運轉了40個月,效果良好。
1、前言
某石化公司塑料廠20萬噸/年高壓低密度聚乙烯裝置采用德國Basll公司LUPOTECHTR專利技術,由意大利TECNIMONT公司承建, 裝置于2005年7月建成投用。其中一級熱水系統(tǒng)、二級熱水系統(tǒng)為反應器、預熱器、后冷器、中間冷卻器等設備提供換熱用的熱水,它們是維持生產(chǎn)所必須滿足的條件之一,實現(xiàn)聚合反應之前一級熱水系統(tǒng)、二級熱水系統(tǒng)必須升至所需的溫度。為了盡快達到穩(wěn)定生產(chǎn),則啟動大功率熱水泵之前灌泵水的溫度要越高越好。裝置開工初期對本裝置一級熱水系統(tǒng)、二級熱水系統(tǒng)試運行時均出現(xiàn)了熱水泵抱軸和入口管線劇烈振動的現(xiàn)象,造成系統(tǒng)無法運轉,因此如何快速、平穩(wěn)地將上述兩系統(tǒng)運轉起來成為保證裝置生產(chǎn)的關鍵。
本文詳細分析造成熱水泵無法正常啟動的故障原因,并介紹故障處理措施及其效果。
2、熱水系統(tǒng)概況及故障情況
2.1、熱水系統(tǒng)概況
一級熱水系統(tǒng)由一級熱水罐V-1801、一級熱水循環(huán)泵P-1801A、入口過濾器、用戶所組成,二級熱水系統(tǒng)由二級熱水罐V-1802、二級熱水循環(huán)泵P-1802A、入口過濾器、用戶組成,泵具有流量大、功率高、進口、出口管線直徑大的特點,兩泵的入口管線直徑和出口管線直徑均為:32″和24″。一級、二級熱水泵生產(chǎn)廠家為FLOWSERVE,型式為單級雙吸式,其性能參數(shù)見表1。熱水系統(tǒng)流程見圖1。
2.2、故障情況
2004年12月裝置一級熱水系統(tǒng)、二級熱水系統(tǒng)具備試運條件,于是按照設備廠商提供的操作規(guī)程對一級熱水系統(tǒng)、二級熱水系統(tǒng)分別進行試運。
一級熱水罐V-1801充水后用0.28MPa的飽和蒸汽加壓至0.03MPa,溫度為133.54℃,此時將泵上方排氣閥打開后,再打開一級熱水泵P-1801A入口閥進行灌泵, 2min后泵入口管線發(fā)生劇烈振動,并產(chǎn)生兩次較大的撞擊聲音,此時熱水泵已經(jīng)無法盤車,不具備啟動泵的條件。
表1一級、二級熱水泵的性能參數(shù)
圖1 一級熱水系統(tǒng)、二級熱水系統(tǒng)流程
二級熱水罐V-1802充水后用0.28 MPa的飽和蒸汽加壓至0.02MPa,溫度為120.23℃,此時將泵上方排氣閥打開后,開二級熱水泵P-1802A入口閥進行灌泵, 2min后泵入口管線發(fā)生劇烈振動,并產(chǎn)生兩次較大的撞擊聲音,此時熱水泵已經(jīng)無法盤車,此次產(chǎn)生的振動和聲音與一級熱水系統(tǒng)比較要輕微一些。
一級熱水泵P-1801A的入口過濾器內的濾網(wǎng)已經(jīng)破裂、骨架已經(jīng)變形損壞,二級熱水泵P-1802A的入口過濾器沒有損壞。
P-801A泵的葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)均已經(jīng)變形,并且緊緊的抱在一起, P-1802A泵與P-1801A泵的現(xiàn)象相同。
3、原因分析及故障處理方法
3.1、泵入口管線振動及產(chǎn)生撞擊聲音的原因
兩系統(tǒng)的熱水罐V-1801、V-1802中均飽和狀態(tài)下的熱水,將泵入口閥打開進行灌泵時,飽和狀態(tài)的熱水進入到泵入口閥后的低溫低壓區(qū),飽和狀態(tài)下的熱水產(chǎn)生了汽化現(xiàn)象,因而形成了諸多的小氣泡,氣泡受壓破裂后又重新凝結,在凝結過程中,氣泡周圍液體從四周向氣泡中心作加速運動,在凝結的瞬間,液體互相撞擊,產(chǎn)生很高的局部壓力,即液擊現(xiàn)象,在液擊的作用下,入口管線發(fā)生劇烈的振動, P-1801A的入口過濾器在此沖擊下?lián)p壞,而V-1802罐的壓力、溫度較V-1801罐的低,所以產(chǎn)生的液擊現(xiàn)象輕一些,因此二級熱水泵P-1802A的入口過濾器便沒有損壞。
灌泵時,當熱水進入到泵體后,熱水與泵體(室溫)的溫差較大,葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)均發(fā)生了較大的熱變形,而原裝泵本身的葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)的間隙只有0.3mm,間隙過小,于是產(chǎn)生了葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)緊緊的抱在一起的現(xiàn)象,這樣便無法盤車。
