浅析丙烷输送泵抽空原因及解决措施

钟齐放(四川石化仓储运输部 四川成都 611930)

前言

丙烷输送泵采用的是大连苏尔寿TIMC40B-4T=1025型筒袋3泵,其基本参数为电机功率11KW,轴功率7.8KW,流量9m/h,汽蚀余量2.5m,扬程220m,工艺介质为丙烷,控制温度为常温,泵吸入口压力1.3MPa,出口压力2.4MPa.

一、故障情况经过及处理简介

某日丙烷罐T-002A边收气分丙烷边经过P-002B付乙烯装置,同时通过汽化器自升压.18:44,内操发现“丙烷去乙烯装置主管网压力L报”报警,马上切至DCS画面查看,18:45丙烷去乙烯装置主管网压力LL报,联锁启动备用泵P-002A,内操立即汇报班长,班长马上查看DCS画面并初步判断主管网压力LL报的原因,立即通知外操带上工具到现场做好处置准备.同时安排另一外操沿丙烷进泵线检查是否有泄露点,然后跟乙烯装置联系告知其情况并通知其做好丙烷降量的准备,并将情况上报.随后对机泵进行紧急处置.通过对运行泵带压放火炬和收付料活罐的切换最终使丙烷泵出口压力和主管网压力恢复正常.最后停下备用泵P-002A,一切恢复正常.

二、故障原因排查分析

1.操作不稳、介质流量波动大导致抽空

经查阅DCS操作记录及流量变化趋势图,未发现流量出现较大的波动曲线,操作一直很平稳无波动,排除这一因素.

2.泵入口密封填料漏,阀门法兰连接不严,泵运行中吸入气体.

经过现场外操人员对进泵线及泵体的仔细检查,未发现入泵线有泄露的地方,亦未发现泵体有泄露,排除这一因素.

3.入口管线过滤器未清洗堵或者阀门故障DCS显示正常现场实际已关闭

过滤器堵塞只可能引起一台机泵抽空,不可能两台机泵入口过滤器同时堵塞,这种可能性极低,后面处理操作也证明抽空不是过滤器堵塞造成的,经现场人员检查也未发现阀门故障,故这一个因素可排除.

4.储罐液位低或者因汽化器液位低造成气相反串至泵入口线造成抽空

查看储罐液位趋势图可以看出,机泵这段时间液位一直维持在6.1m左右,所以这个因素也可排除,

由于汽化器入口和泵入口连接在同一管线上,那有没有汽化器液位低造成气相反串至泵入口造成抽空的可能了?我们查看了丙烷汽化器液位变化趋势图,汽化器液位一直维持在设定液位800mm左右波动,另外汽化器出口压力只比管内压力高0.05MPa也不足以提供气相反串泵入口的动力,所以这一因素亦可排除.

5.储罐罐内压力低或者温度过高使得罐内当时压力低于当时温度下丙烷饱和蒸汽压产生气蚀抽空现象

查阅储罐压力温度变化趋势图,得知在泵出现抽空前2h压力都维持在0.92MPa左右,温度都维持在20℃左右.对照丙烷物性表,我们可看出在此温度下丙烷饱和蒸汽压为0.8299MPa低于当时罐压,所以不存在储罐压力低或温度高这一因素.

丙烷物性表温度温度温度℃饱和蒸汽压mmHg ℃饱和蒸汽压Ba r A℃饱和蒸汽压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.装置送料温度波动较大引起空化抽空或者所送物料带气

经调阅上游气分装置丙烷泵出口温度压力趋势图,我们可以看出这一段时间丙烷温度由27.5℃升到了39.2℃,我们再根据丙烷物性表可以查的39.2℃下丙烷饱和蒸汽压接近1.378MPa,而此时丙烷输送泵后的最大压力才1.241MPa远低于此时饱和蒸汽压,极易造成丙烷气蚀抽空,这个因素引起抽空的可能性是最大的.当时将付料罐切换至另一台罐后抽空现象随之消失也证明此分析结论是正确的.

图一

图二

三、解决措施及建议

1.针对此类饱和蒸汽压随温度变化而变化较大的物料,尽量不要采取边收边付的活罐形式,这样就能有效避免因装置所送物料温度波动引起的空化抽空现象发生.

2.适当提高丙烷罐的操作压力并扩大操作压力范围,之前丙烷罐操作压力设置为1.1-1.26MPa,可操作范围小,不利于控制,极易造成超压或低压的现象.根据丙烷物性及四川地区夏季气温建议将丙烷罐操作压力上限升高到40℃对应的饱和蒸汽压.

3.提高丙烷汽化器设定压力至1.1MPa,之前丙烷汽化器设定压力为0.85MPa,对应的饱和温度只有22℃左右.而四川地区在夏季储罐温度极易超过此温度,当储罐压力下降到介质饱和蒸汽压而汽化器仍没有工作升压,那么就很容易造成机泵气蚀抽空.

[1]赵会军.石化用离心泵抽空原因分析.沈阳:管道技术与设备,1999.

[2]钱锡俊陈弘.泵和压缩机.北京:石油工业出版社,2007.