高压聚乙烯装置大功率热水泵启动故障处理

　　某石化公司20万吨/年高压聚乙烯装置在开工初期,两台大功率热水泵均出现了在灌泵时离心泵抱轴和进口管线剧烈振动的现象,造成了大功率热水泵无法正常启动,通过改变泵启动时的操作方法及加大叶轮密封环与壳体密封环之间间隙的方法,成功地解决了大功率热水泵启动的问题,至今已经运转了40个月,效果良好。

1、前言

　　某石化公司塑料厂20万吨/年高压低密度聚乙烯装置采用德国Basll公司LUPOTECHTR专利技术,由意大利TECNIMONT公司承建, 装置于2005年7月建成投用。其中一级热水系统、二级热水系统为反应器、预热器、后冷器、中间冷却器等设备提供换热用的热水,它们是维持生产所必须满足的条件之一,实现聚合反应之前一级热水系统、二级热水系统必须升至所需的温度。为了尽快达到稳定生产,则启动大功率热水泵之前灌泵水的温度要越高越好。装置开工初期对本装置一级热水系统、二级热水系统试运行时均出现了热水泵抱轴和入口管线剧烈振动的现象,造成系统无法运转,因此如何快速、平稳地将上述两系统运转起来成为保证装置生产的关键。

　　本文详细分析造成热水泵无法正常启动的故障原因,并介绍故障处理措施及其效果。

2、热水系统概况及故障情况

2.1、热水系统概况

　　一级热水系统由一级热水罐V-1801、一级热水循环泵P-1801A、入口过滤器、用户所组成,二级热水系统由二级热水罐V-1802、二级热水循环泵P-1802A、入口过滤器、用户组成,泵具有流量大、功率高、进口、出口管线直径大的特点,两泵的入口管线直径和出口管线直径均为:32″和24″。一级、二级热水泵生产厂家为FLOWSERVE,型式为单级双吸式,其性能参数见表1。热水系统流程见图1。

2.2、故障情况

　　2004年12月装置一级热水系统、二级热水系统具备试运条件,于是按照设备厂商提供的操作规程对一级热水系统、二级热水系统分别进行试运。

　　一级热水罐V-1801充水后用0.28MPa的饱和蒸汽加压至0.03MPa,温度为133.54℃,此时将泵上方排气阀打开后,再打开一级热水泵P-1801A入口阀进行灌泵, 2min后泵入口管线发生剧烈振动,并产生两次较大的撞击声音,此时热水泵已经无法盘车,不具备启动泵的条件。

表1一级、二级热水泵的性能参数

图1　一级热水系统、二级热水系统流程

　　二级热水罐V-1802充水后用0.28 MPa的饱和蒸汽加压至0.02MPa,温度为120.23℃,此时将泵上方排气阀打开后,开二级热水泵P-1802A入口阀进行灌泵, 2min后泵入口管线发生剧烈振动,并产生两次较大的撞击声音,此时热水泵已经无法盘车,此次产生的振动和声音与一级热水系统比较要轻微一些。

　　一级热水泵P-1801A的入口过滤器内的滤网已经破裂、骨架已经变形损坏,二级热水泵P-1802A的入口过滤器没有损坏。

　　P-801A泵的叶轮密封环与壳体密封环均已经变形,并且紧紧的抱在一起, P-1802A泵与P-1801A泵的现象相同。

3、原因分析及故障处理方法

3.1、泵入口管线振动及产生撞击声音的原因

　　两系统的热水罐V-1801、V-1802中均饱和状态下的热水,将泵入口阀打开进行灌泵时,饱和状态的热水进入到泵入口阀后的低温低压区,饱和状态下的热水产生了汽化现象,因而形成了诸多的小气泡,气泡受压破裂后又重新凝结,在凝结过程中,气泡周围液体从四周向气泡中心作加速运动,在凝结的瞬间,液体互相撞击,产生很高的局部压力,即液击现象,在液击的作用下,入口管线发生剧烈的振动, P-1801A的入口过滤器在此冲击下损坏,而V-1802罐的压力、温度较V-1801罐的低,所以产生的液击现象轻一些,因此二级热水泵P-1802A的入口过滤器便没有损坏。

　　灌泵时,当热水进入到泵体后,热水与泵体(室温)的温差较大,叶轮密封环与壳体密封环均发生了较大的热变形,而原装泵本身的叶轮密封环与壳体密封环的间隙只有0.3mm,间隙过小,于是产生了叶轮密封环与壳体密封环紧紧的抱在一起的现象,这样便无法盘车。