高中金(中海油惠州石化有限公司,廣東 惠州 516086)
2016 年11 月開始P804B 出口壓力逐漸降低、電流逐漸升高,2017 年6 月切換至P804A 運行后現象相同,在排除P804A/B 存在機械故障、泵入口過濾器堵塞、泵輸送介質性質改變等原因后,通過翻閱歷史DCS 畫面發現E807 殼程溫差大幅提高,由此判斷為E807 管程介質泄漏至殼程,造成殼程出口介質溫度升高。通過先計算出P804A 不同出口壓力對應的揚程,再根據P804A 的揚程-流量曲線圖,查出不同揚程下對應流量的方法,得知當前情況下P804A 出口流量相較于裝置正常運行時高出300t/h。
P804A 電機的最高允許運行電流為47.8A,目前運行電流為47.1A,但隨著E807 泄漏量的進一步增加,P804A 存在電機超電流跳停的危險,P804A 電機跳停則抽提單元溶劑循環中斷,可能造成抽提單元停工。所面臨問題主要就是P804A 電流逐漸增大、E807 泄漏量逐漸增大。反映在特性曲線上,該問題可以看作總管路系統特性曲線逐漸向右偏移現象。


圖1 回收塔流程及泵平衡狀態曲線
若把貧溶劑由P804 出口漏至E807 殼程出口與E807 殼程介質一同返回第八層塔盤再次進入到塔底看作P804 出口存在的一條至C803 的“隱性”返回線,則可近似成貧溶劑從P804 出去后走兩條并聯支路。

由并聯支路各支管流量比公式可知,當改變某支管阻力時,必將引起其他支管流量變化。

由于E807 泄漏逐漸增大,則管路2 可看作閥門逐漸開大、阻力系數逐漸變小的管路,管路1 若不做調整,則可看作阻力系數不變的管路。
離心泵的工況點是建立在泵和管道系統能量供求關系的平衡上,只要兩者之一發生變化,其工況點就會發生轉移。工況點的變化由兩方面引起:一、管道特性曲線改變,如出口閥門節流、旁路調節;二、泵本身特性曲線改變,如變頻調速、切削葉輪、泵串并聯。
如圖2 所示,A-B-C 為單泵特性曲線,D-E-F 為兩泵串聯時的特性,A-G-H 為兩泵并聯時特性,當系統阻力完全為摩擦阻力時為K-B-G-E 線,當系統阻力主要為靜壓頭時為J-B-H-F 線。如果電流過大后開雙泵運行,工況點會從B 點移至H 點,系統特性曲線中揚程和流量都會增大,這樣泵電流會減小可是E807泄漏速度會加快,管路特性曲線繼續向右偏移,將導致雙泵電流都升高。
1.2.1 降負荷
圖3 中,1 曲線為正常工作曲線,2 曲線和a 曲線分別為E807泄漏后貧溶劑管線和E807 泄漏管路特性曲線,2+a 曲線為總管路特性曲線,3 曲線為降負荷操作后貧溶劑管路特性曲線,從圖中可以看出,若降負荷,可使總特性曲線左移,泵出口流量降低,電流減小。貧溶劑管線流量降低的同時E807 泄露量可能增大。

圖2 泵串、并聯時系統特性曲線

圖3 支路特性曲線
1.2.2 關小出口閥
沒有節流時,泵在H1點運行。但當出口閥部分關閉時,系統摩擦增加,產生新的系統曲線,迫使泵在H2點運行。泵流量降低,電流減小。

圖4 關閉泵出口閥后系統曲線
根據并聯支路各支管流量比公式

可推理出,泵出口閥關閉后,若并聯支路其中一路阻力降低則流量會增加,在泵出口流量降低的情況下,可通過開大溶劑調節閥開度,降低管路阻力,增加流量,維持抽提負荷。
1.11 日做出如下操作,關小P804 出口閥至4 扣,泵出口壓力由1.85MPa 升至1.95MPa 后至1.91MPa,機泵電流由47.2A(取1.10-1.11 平均值)下降至45.8A 后至46.2A(取1.11-1.12 平均值), FV80102(238t/h)閥位由21.9%提至24%至25.7%,FV80401(10t/h)閥位由25%提至30%。SR801 出口壓力由1.56MPa 降至1.41MPa至1.35MPa。在泵出口閥關小后,P804 振動、包絡值、溫度正常,具體數值見表。

表1 P804A機泵情況

表2 P804A電流(1.10-1.11)
2017 年12 月,P804A 出口理論流量應該為609t/h,溶劑流量約為250t/h,E807 溶劑泄漏量約為359t/h。在圖中作出管路系統特性曲線,1.9 日泵電流至47+A,抽提負荷由78t/h 降至77t/h,1.11 日負荷提至78t/h。
由公式以及泵性能曲線表可推算出調整后出口流量
泵揚程公式

泵出入口設計壓力分別為2.017MPa 和0.054MPa,輸送介質密度為1128kg/m3,可以計算出泵的設計揚程為174m。

圖5 P804性能曲線
忽略泵出入口管線之間的高度差,泵出/入口流速相同,該公式簡化為:

Pout 即泵出口壓力,Pin 即泵入口壓力,p即輸送介質的密度。

表3 P804A出口壓力/揚程/流量對照表
通過對比分析,可以看出關小泵出口閥后泵出口流量降低了22t/h,主副溶劑閥門開度增大后,循環溶劑流量調整至正常,去E807 泄漏量有所減少,對比前后機泵電機電流可發現電流下降約1A。