淺析循環(huán)水泵自啟動應用

王宇 李剛 梁蘭誠

摘 要：通過將循環(huán)水泵控制方式改變?yōu)樽詥臃绞剑?jié)省備用水泵投用時間，降低由于斷水造成壓縮機組由于風溫高連鎖停機的頻率，避免裝置氮氣壓力波動，確保裝置長周期運行。

關鍵詞：循環(huán)水泵;原因分析;自啟動措施

0 引言

蘭州石化公司8000Nm3/h制氮裝置由蘭州寰球工程公司設計，2012年9月建成投產(chǎn)，該裝置生產(chǎn)能力為8000Nm3/h，給煉油區(qū)生產(chǎn)裝置提供生產(chǎn)過程所需的氮氣和壓縮空氣， 8000Nm3/h制氮裝置設計了獨立的循環(huán)水單元，供制氮裝置內(nèi)換熱設備進行熱量交換，循環(huán)水單元共有循環(huán)水立式自吸泵兩臺，相互備用，工程建設時未設計單臺循環(huán)水泵故障后備用水泵自啟動功能，在使用過程中由于循環(huán)水泵開泵需要調(diào)整時間明顯大于受循環(huán)水影響的壓縮機機間風溫升高聯(lián)鎖時間，即當循環(huán)水泵故障時，還未來得及啟動備用泵，已經(jīng)導致壓縮機因機間風溫升高而聯(lián)鎖停車，從而影響裝置的平穩(wěn)運行，造成氮氣壓力波動，經(jīng)設計變更，將循環(huán)水泵啟動控制方式改為備用泵在運行泵故障停機或循環(huán)水單元壓力降至0.2MPa時自行啟動方式，來縮短備用泵開啟時間，防止因循環(huán)水單元水壓低而影響裝置的正常運行，提高8000Nm3/h制氮裝置平穩(wěn)運行率。

1 現(xiàn)象描述

目前，8000Nm3/h制氮裝置共有換熱器20臺，由于循環(huán)水壓力低、流量小造成設備聯(lián)鎖的換熱器共10臺。循環(huán)水泵故障，在備用水泵開啟過程中，會造成循環(huán)水壓短暫波動，引起部分換熱效果下降，溫度升高造成相關運行設備聯(lián)鎖停車，從而影響8000Nm3/h制氮裝置的正常運行。2012年11月2日8時17分巡檢人員發(fā)現(xiàn)1#循環(huán)水泵軸承處有冒煙現(xiàn)象，并伴有焦糊味，判斷水泵軸承故障，立即啟動循環(huán)水泵故障應急預案，立即開啟2#循環(huán)水泵，由于該泵開泵時廠家要求水泵出口蝶閥在35度時開啟循環(huán)水泵，且循環(huán)水泵房離操作室距離有一段距離，正在操作人員進行操作時，1#壓縮機二級風溫在8時18分58秒開始上升，8時19分43秒二級風溫到達聯(lián)鎖值54 ℃，機組聯(lián)鎖停車，時間為45秒，在此期間壓縮機潤滑油溫由43.3℃一直上升至46℃，未達到潤滑油高溫聯(lián)鎖值54℃。由于當班操作人員及時開啟備用水泵及備用壓縮機組，應急措施得當，未對裝置產(chǎn)生明顯影響，保證了裝置的平穩(wěn)運行，但從此次故障中也反映出了循環(huán)水泵突發(fā)故障，開啟備用水泵時間的長短，直接影響壓縮機機間風溫升高，有明顯影響，故十分有必要降低此風險，分析溫度升高原因，找出解決辦法。

2 機組中間冷卻器溫度高的原因分析

造成機間風溫高的原因主要有：循環(huán)水量的影響、循環(huán)水溫的影響、循環(huán)水壓的影響和循環(huán)水質(zhì)原因造成冷卻水管內(nèi)水垢多，有機物堵塞的影響。

循環(huán)水量造成的影響：供水量不足。空氣的熱量不足以被冷卻水帶走，造成溫度升高。在運行中一般通過監(jiān)控冷卻水溫度和控制供水量以及水壓來保證換熱效果。供水溫度太高，水溫高使水、氣之間溫差縮小，傳熱冷卻效果差，同樣的冷卻水量，使氣體冷卻后溫度仍然很高。

當下級吸氣量減少時，造成前一級壓出的氣量無法全部“吃進”，容易使前一級的工作進入喘振區(qū)，在該級發(fā)生喘振。通過長時間的操作摸索，筆者認為中間冷卻器的溫度應控制在30～38℃之間為宜，故循環(huán)水壓及循環(huán)水量的波動直接影響壓縮機組級間風溫，而8000Nm3/h制氮裝置循環(huán)水單元壓力及循環(huán)水單元水量波動往往是由于循環(huán)水泵故障，備用水泵未及時開啟，造成循環(huán)水單元循環(huán)水壓力波動。

3 循環(huán)水泵控制方式改造

8000Nm3/h制氮裝置循環(huán)水泵為一開一備，開啟方式為現(xiàn)場操作柱進行現(xiàn)場操作，循環(huán)水單元壓力在DCS上只有顯示功能，沒有實際操作功能，現(xiàn)改為壓力控制循環(huán)水泵1/1和泵1/2。在泵1/1（或泵1/2）正常運行時，當運行泵出口壓力PI8101<0.20 MPa值時，開啟備用循環(huán)水泵1/2（或泵1/1），聯(lián)系儀表人員在DCS中設置泵1/1、泵1/2自動/手動軟開關切換按鈕，在電氣人員的配合下將信號（常開接點）送至8000Nm3/h制氮裝置變電所循環(huán)水泵電氣控制柜中。

手動狀態(tài)：由操作人員現(xiàn)場開啟泵1/1、泵1/2。

自動狀態(tài)：由運行參數(shù)出口壓力PI8101控制泵1/1、泵1/2至DCS給8000Nm3/h制氮裝置變電所循環(huán)水泵電氣控制柜中輸出常閉接點控制泵1/1、泵1/2啟動（正常情況下儀表給電氣控制柜常開接點），具體接點引至8000Nm3/h制氮裝置變電所循環(huán)水泵電氣控制柜。在完成自啟動控制方式改造后車間進行了相應的循環(huán)水泵的自啟動實驗， 在運行泵正常運行時，將備用水泵在DCS上的顯示狀態(tài)改為自動狀態(tài)，并將循環(huán)水泵的出口閥門控制在30度，由操作人員在現(xiàn)場控制柱上突然停運運行泵，待循環(huán)水單元壓力降低至0.20MPa時，備用循環(huán)水泵自行啟動，在此過程中備用循環(huán)水泵在運行泵停下到備用泵正常運行共持續(xù)時間為17秒，判斷出循環(huán)水泵控制方式改為自啟動后，壓縮機組的級間風溫從32.4℃升至最高至36℃需要27秒，至風溫上升至聯(lián)鎖值54℃的時間大于31秒，可滿足降低循環(huán)水單元壓力波動對級間風溫的影響。

4 結束語

車間完成了循環(huán)水泵自啟動控制系統(tǒng)改造及循環(huán)水泵電流引入DCS的工作，現(xiàn)場模擬運行循環(huán)水泵故障，備用水泵自行啟動，在運行泵故障31秒后，備用泵就已啟動并完全保證循環(huán)水壓力及流量達到正常用量，實現(xiàn)了備用水泵及時投用，保證了循環(huán)水單元壓力及流量，進而保證了空分裝置平穩(wěn)運行。

參考文獻：

[1]李家民.煉化設備手冊[M].蘭州：蘭州大學出版社，2008.