延迟焦化装置切焦水提升泵故障分析与处理

延迟焦化装置切焦水提升泵故障分析与处理

1.延迟焦化生产工艺一般来说，除了安全生产外，还有两个指标是画家，尤其是石油和天然气行业应该实现的目标，即低能耗和高环保。那么在延迟焦化生产工艺方面,除焦水的循环利用对装置追求这两大目标尤为重要,然而在实际生产追求低能耗、高环保的过程中会产生其它方面的问题,例如切焦水中携带焦粉造成机泵损坏问题等,以下就是以独山子石化公司炼油厂120万/年延迟焦化装置的切焦水提升泵为例,对其运行过程中产生的故障进行了剖析,并制定了相应的解决措施。2.分析单山子石化120万年焦化机的运行性能，提高磁体泵故障的原因2.1密封式无密封岩泵新疆独山子石化公司120万/年延迟焦化装置于2009年9月开工,其中凉水除焦岗位有三台切焦水提升泵,设备位号为P-204A、B、C,其运行技术参数如下:型号:125WLZ-C;流量:180m3/h;扬程:125m;轴功率:122.6KW;转速:2900r/min;制造商:江苏海天泵阀制造有限公司。与之匹配的电机型号:YA355M1-2;功率:160KW。此三台泵主要作用是将切焦水池内经过三级沉降后的切焦水增压装入高位除焦水罐中,用来为高压除焦水泵提供水源,装置采用除焦水循环利用工艺措施既能节约能源又能降低污水排放量,以实现环境保护。此类型泵的特点为WLZ型无密封自立自控长轴自吸泵,电机与泵传动联结方式为电机轴头嵌入泵轴内,外用三个六角头螺栓定位。其结构简图如下:2.2切焦水预处理本装置除焦水循环利用过程:除焦过程中焦炭和水同时经焦炭塔(位号为C-101A、B)底部溜焦槽流入储焦池、粉焦池内,然后再经过一次沉降池、二次沉降池和三次沉降池后进入切焦水吸水池,此时切焦水吸水池液面上来后,开启切焦水提升泵(位号为P-204A、B、C),经过三级沉降过滤后的切焦水再经泵增压后进入焦粉分离器(位号为SR-201A、B)分两路:一路为分离器底部含焦粉颗粒比较多的切焦水进入储焦池进行再次沉降分离,另一路为分离器顶部含焦粉颗粒很少的切焦水经旋流油水分离器(位号为SR-202A、B)进入高位水罐(位号为T-205),然后再经过高压水泵(位号为P-207A、B)将切焦水增压到40MPa左右,由除焦钻头来完成钻孔和切焦的切换操作,将水打入焦炭塔内进行除焦。然后依次循环,除焦水循环利用过程中由于汽化、蒸发等原因造成水量不足,则有高位水罐的补水线进行补充。工艺流程图如下:2.3稳生产装置生焦周期此三台泵在装置上的作用至关重要,一旦故障瘫痪或检修时间过长将会影响正常除焦,进而影响装置平稳生产(装置生焦周期为24小时)。然而自装置开工至2010年年底,经统计每台泵的故障检修频率约为1次/2月,每天运行时间约为2.5小时,相当于连续运转150个小时,就要检修一次,其检修频率之高,严重影响装置的平稳生产,并且大大增加了人工、材料成本和检修过程中的风险程度。2.4中毒的原因和分析2.4.1机轴与泵轴的磨损分析原因:(1)该泵设计上没有轴承和联轴器,泵轴的径向、轴向定位则靠轴套,轴衬套以及电机轴与泵轴的三个定位螺栓来实现,因此轴套、轴衬套承载的负荷比较大,容易磨损。(2)切焦水虽然经过了三级沉降过滤,但水质中不可避免的存在焦粉粉末,这样以来便加大了轴套、轴衬套的磨损程度.(3)轴衬套的材质为填充四氟乙烯材料,轴套材质为1Cr18Ni9Ti,其耐磨性能差。2.4.2泵振动值大小、强度大时的检修一般提升泵经过检修更换完轴套、轴衬套后,泵的水平、垂直振动均在1道左右,但一般运行一周后,伴随着泵轴套、轴衬套的磨损,泵的振动值会慢慢增加,泵的转子末端摆幅也开始不断增大,长时间作用后泵轴就容易造成弯曲,特别在后期振动会加速增大,而且没有规律。因此车间要求泵振动值达到7道时,便要求维护单位对其进行检修,一般每台泵的检修周期在2个月左右。其中P-204A、B两台泵曾经于2009年11月15日检修发现轴的弯曲度在18道左右,且泵体口环和叶轮口环均造成不同程度的磨损。2.4.3轴向剪切应力引起的拉伤存在造成设备及人员伤害事故的可能性。由于泵没有联轴器,泵轴与电机轴在旋转过程中产生的径向和轴向剪切应力作用到三个定位螺栓上,随着泵振动的加大,作用到定位螺栓上的剪切应力也就越来越大,当剪切应力大于螺栓的强度时,螺栓就有可能被切断,泵轴上的螺栓孔也会被拉伤。2.4.4运转振动对于轴承负荷的影响由于电机前后轴承载着泵转子和电机转子的重量,特别是在泵运转振动不断增大时,轴承承载的负荷长时间过大,就会容易造成电机轴承烧损,甚至抱轴的可能。P-204A于2009年12月份就发生过电机前轴承保持架损坏,电机抱轴的现象。2.5泵体表面因数对承载的影响在实际生产过程中经过不断的摸索发现:导致以上设备故障的诱导因素是介质内含有焦粉颗粒,同时设备本身也存在一定的缺陷,如轴套、轴衬套材质耐磨性差,泵体设计上无轴承、联轴器造成定位螺栓和电机轴承承载的负荷过大等等。这些因素最终导致泵体振动不断增大,造成设备故障频繁,影响装置安全生产。其中最主要的两个因素,一个因素是介质内含有焦粉颗粒;另一个因素就是泵体轴套、轴衬套材质耐磨性差。3.通过分析上述原因，采取了以下解决方案3.1电机接收点持续启动信号命令将停泵操作由原来的关闭泵出口阀后停电动机,改为同时关闭泵出口阀和进口阀后停电动机。原因是泵进口管线处安装有防爆电动空气控制阀(由泵简图可得知此阀安装位置高于泵腔),此阀的关闭和打开只与电动机接受的电信号有关,当电动机接到启动信号命令时,此阀便关闭;当电动机接到停止信号命令时,此阀便打开。设计的目的是即便泵停运后也能保证泵腔内有一定的水位,以实现泵“一次引流,永保自吸”的功能,但未考虑从电动空气控制阀至泵吸入口之间管线的水封问题,本措施将泵的停泵操作改为同时关闭泵出口阀和进口阀后停电动机,这样就解决了泵整个吸入管路建立水封问题,大大减少了开泵过程中的排空气时间,有利于切焦水提升泵长周期运行。3.2级沉降池及切焦水提升池抓焦为了降低池子里焦粉的含量,车间要求天车岗位人员对三级沉降池及切焦水提升池每周用天车抓斗抓焦一次,同时要求抓焦前保持池内低液位,尽可能将池内焦粉抓干净,使切焦水里的焦粉含量降至最低。3.3所有焦水都要消耗开泵前,将提升池内的切焦水静置1小时后,再进行开泵转水操作,使切焦水内的焦粉充分沉淀分离。3.4通过装饰衬套和衬套材料来更新轴固定和轴衬套的材料将轴套、轴衬套材质分别升级为耐磨性比较好的2Cr13和磷青铜材料,提高轴套、轴衬套的耐磨性能。3.5轴衬支架新水冲洗线的利用由于泵运行时一级泵腔内压力在0.6MPa左右,装置内新水压力在1.0MPa左右,高于一级泵腔内压力,所以车间便决定在泵体轴衬支架处开一个￠10mm的孔,增加一条新水冲洗线,其作用有二:第一可以在泵转动过程中对轴套、轴衬套进行冲洗,这样既起到隔离焦粉,同时又能冷却泵转动时产生的摩擦热量,大大降低了对轴套、轴衬套的磨损程度;第二可以利用这条新水线进行开泵前的灌泵操作。同时增加的这条冲洗线消耗的新水可以弥补除焦水循环利用过程中由于汽化、蒸发等原因造成水量不足,并未造成新水浪费而增加能耗。4.p-203a运行状况实践证明以上措施非常有效,2010年11月份车间尝试对P