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了在灌泵時離心泵抱軸和進口管線劇烈振動的現象,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與殼體密封環之間間隙的方法,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、二級熱水系統為反應器、預熱器、后冷器、中間冷卻器等設備提供換熱用的熱水,它們是維持生產所必須滿足的條件之一,實現聚合反應之前一級熱水系統、二級熱水系統必須升至所需的溫度。為了盡快達到穩定生產,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、二級熱水系統試運行時均出現了熱水泵抱軸和入口管線劇烈振動的現象,造成系統無法運轉,因此如何快速、平穩地將上述兩系統運轉起來成為保證裝置生產的關鍵。

　　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、熱水系統概況及故障情況

2.1、熱水系統概況

　　一級熱水系統由一級熱水罐V-1801、一級熱水循環泵P-1801A、入口過濾器、用戶所組成,二級熱水系統由二級熱水罐V-1802、二級熱水循環泵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、二級熱水泵生產廠家為FLOWSERVE,型式為單級雙吸式,其性能參數見表1。熱水系統流程見圖1。

2.2、故障情況

　　2004年12月裝置一級熱水系統、二級熱水系統具備試運條件,于是按照設備廠商提供的操作規程對一級熱水系統、二級熱水系統分別進行試運。

　　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后泵入口管線發生劇烈振動,并產生兩次較大的撞擊聲音,此時熱水泵已經無法盤車,不具備啟動泵的條件。

表1一級、二級熱水泵的性能參數

圖1　一級熱水系統、二級熱水系統流程

　　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后泵入口管線發生劇烈振動,并產生兩次較大的撞擊聲音,此時熱水泵已經無法盤車,此次產生的振動和聲音與一級熱水系統比較要輕微一些。

　　一級熱水泵P-1801A的入口過濾器內的濾網已經破裂、骨架已經變形損壞,二級熱水泵P-1802A的入口過濾器沒有損壞。

　　P-801A泵的葉輪密封環與殼體密封環均已經變形,并且緊緊的抱在一起, P-1802A泵與P-1801A泵的現象相同。

3、原因分析及故障處理方法

3.1、泵入口管線振動及產生撞擊聲音的原因

　　兩系統的熱水罐V-1801、V-1802中均飽和狀態下的熱水,將泵入口閥打開進行灌泵時,飽和狀態的熱水進入到泵入口閥后的低溫低壓區,飽和狀態下的熱水產生了汽化現象,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,產生很高的局部壓力,即液擊現象,在液擊的作用下,入口管線發生劇烈的振動, P-1801A的入口過濾器在此沖擊下損壞,而V-1802罐的壓力、溫度較V-1801罐的低,所以產生的液擊現象輕一些,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,葉輪密封環與殼體密封環均發生了較大的熱變形,而原裝泵本身的葉輪密封環與殼體密封環的間隙只有0.3mm,間隙過小,于是產生了葉輪密封環與殼體密封環緊緊的抱在一起的現象,這樣便無法盤車。