浅谈高压液氧泵互备的应用

覃 洪，刘 萍，杨俊杰

(黔西县黔希煤化工投资有限责任公司，贵州 黔西，551500)

1 空分配套液氧泵简介

黔希化工年产30万吨乙二醇，项目配套建设一套48000m3/h空分装置，压缩机组采用汽轮机一拖二技术,采用全低压、分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、全精馏制氩空气增压、液氧内压缩流程，由ITCC和DCS系统控制，具有流程先进，技术成熟、运行可靠、操作方便、安全低耗、控制容易的优点。

高压液氧泵是法国克瑞斯达厂家生产，型号: VP4/255/7L-3.4C/0-CB-WB-FC，流量：46000 Nm3/h，扬程：476 M，差压：52.5 Bar ，进口压力：1.5 bar(A)，出口压力：54 bar(A)，泵转速：3489 Rpm，效率：64.9 %，轴功率：131.1 kW，电机：190 kW；液氧泵为立式离心泵，直接和电机链接，双点迷宫密封,高压液氧泵结构见图1。

图1 高压液氧泵结构图

2 高压液氧的联锁关系

动作原因：

(1)空压机放空HSL-K7001，延时3秒。

(2)增压机放空HSL-K7002，延时3秒。

(3)机组公共停车HSL-KT7001。

(4)变频器故障75UA021。

(5)现场停运75HSL021B。

(6)主控停运75HSL021A。

(7)下层主冷液位73LT002低于1339mmH2O；低报警值：2500mmH2O。

(8)密封气压差75PDT025低于0KPa；报警值：8KPa。

(9)高压氧气出冷箱温度73TE039低于-5℃；报警值：8℃。

(10)轴承温度75TE021高于115℃；高报值：110℃。

(11)密封气温度75TE022低于-120℃；低报值：-90℃。

(12)绕组温度超过150℃。

动作结果：

液氧泵P7501停。

另外，轴承温度75TE021要不低于-10℃，才允许启动泵。

电加热器控制：

密封气温度75TE022低于5℃，启动电加热器并报警；高于25℃，停加热器并报警。

高压液氧泵运行状况见图2。

图2 高压液氧泵运行状况

3 操作前检查内容及要求

(1)检查所有管道、接口、固定螺栓和电机连接。

(2)盘车，泵一经安装，冷却前要手动拆解密封腔并检查旋转。

(3)检查迷宫环自动对心，松开迷宫式密封上的安全螺栓并手动转动轴以保证它正确旋转且迷宫环自动对心。拧紧迷宫式密封上的安全螺栓，再次检查泵正确旋转。

(4)在操作泵前，对进出口管线及旁路、排放线路进行吹扫，从而预防湿气或者冷却阶段泵内结冰。其时间长度根据实际情况而变化，长时间停机后最少进行一天。

(5)投用密封气：

① 打开密封气过滤器前面的进口阀和出口阀。

② 调节压力调节阀上的螺栓调整压力PIN高于泵的入口压力。

③ 调整密封气压力PU高于参比气PREF高2-3Bar。

(6)联系电气送电。

(7)联系仪表人员现场检查。

4 气冷液氧泵

(1)确认高压液氧泵密封气投用正常。

(2)确认高压液氧泵露点分析合格(≤-65℃)。

(3)确认高压液氧泵进、出口阀门全关，加温气阀门全关。

(4)打开高压液氧泵前、后吹除阀。

(5)缓慢打开高压液氧泵的回气阀，直至全开。

(6)检查高压液氧泵是否转动，若没有转动，保持预冷状态；若转动，关小泵前后吹除阀，直至泵停止转动。

(7)当吹除阀管线处有结霜时，气冷结束。

(8)整个气冷时间不少于1小时。

5 液冷液氧泵

(1)气冷结束后，缓慢开大高压液氧泵回流阀。

(2)将泵前、后吹除阀倒换至排液总管，用蒸汽喷射器将液氧气化。

(3)当主冷液位达到80%时，开始液冷液氧泵,缓慢开大液氧泵进口阀至全开。

(4)液冷时间不少于1小时，在液冷氧泵期间，间断手动盘车，检查泵是否灵活转动。

(5)当液氧泵出口排出液氧时，泵已冷透，可稍开出口阀冷却出口管线，直至将出口阀全开，观察出口温度-172℃左右时，液冷合格。

(6)现场确认液氧泵进、出口阀打开，回气阀全开，中控现场确认氧泵回流阀全开，联系中控，确认完毕。

6 液氧泵的启动

(1)填写开车确认单(生产技术部、仪表、电气、机动部、检修工程公司等单位到场签字)，紧急情况除外。

(2)现场人员与主控人员及时保持联系，当主控人员复位后。

(3)通知现场人员离开氧泵处，主控启动高压液氧泵，主控人员及时将转速至1000RPM左右，根据性能曲线将出口压力调正常(根据液氧泵回流阀和氧气放空阀进行调整)，现场人员检查氧泵的运行情况，确认无异常，逐步提转速、压力至正常工艺指标。

(4)在正常运行时，注意观察泵的压力、转速、流量、轴温及迷宫密封处温度等一些参数是否正常。

7 泵的互备联锁投用(以P7501A为例)

DCS可以通过以下信号判断运行泵故障：

(1)当泵的转速75SI021≥3000RPM但高压液氧泵出口压力75PIC027≤4.8MPa，延时60秒后。

(2)联锁停车信号。

(3)现场停运状态信号。

① 当泵的转速1000RPM≤75SI021≤2000RPM，同时现场处于运行状态时DCS就判断该泵处于备用状态。

② 当泵的转速75SI021≥3000RPM同时高压液氧泵出口压力75PIC027≥5.0MPa，DCS就判断该泵处于工作状态。

(4)互备逻辑关系

当高压液氧泵的互备联锁投入时，高压氧气压力73PI039≤4.8MPa，或运行泵故障，同时备用泵处于冷备状态，则备用泵会直接从备用转速升速到正常工作转速(备用泵与主泵互相切换当前两泵的工作状态)，备用泵75PV028投入PID自动调节25秒，压力设定值根据程序给定，30秒后75PV028按工作压力设定值PID自动调节，稳定后此泵变为工作泵；运行泵75PV027投入PID自动调节25秒开度设定值根据运行泵程序给定，改为备用泵运行状态并由主控操作人员根据泵实际运行状况做下一步处理，高压液氧泵互备联锁逻辑关系见图3。

图3 高压液氧泵互备联锁逻辑关系

8 总结

空分装置高压液氧泵故障过程中，高压氧气管网压力低于4.8MPa,联锁备泵复制原运行泵的参数，使备泵快速达到原运行泵的参数，保证氧压正常，运行泵迅速降速到备用泵工作状态，避免双泵同时高速运行，压力大幅波动导致氧气管线超压带来安全事故及后系统停车事故，保证装置的长期稳定安全运行。在原有DCS联锁增加高压液氧泵备泵自启程序。