直供料增设压控设施的应用与分析

2020-05-18胡行作

江西化工 2020年2期

胡行作

(中海石油宁波大榭石化有限公司储运二部，浙江宁波 315812)

1 前言

中海油三期馏分油项目开工以来，大榭石化往大型石化炼化一体化目标迈出了重要的一步，随着新增装置的正常开启，新增装置达13套，储运系统也扮演着越来越重要的角色。为了保证装置平稳生产，储运罐区向各装置的直供料泵运行、供料量的稳定性显的尤其关键。直供料泵的平稳运行是各个装置稳定生产的前提条件，一旦直供料出现中断的情况，就会引发装置波动，严重时将造成装置停工。本次课题就目前储运罐区往三期供料的直供料品种增设压控回流调节阀的必要性进行详细分析与阐述。

2 储运罐区主要24小时直供物料品种

2.1 航煤罐区甲醇供MTBE装置

甲醇作为MTBE装置的主要原料，供料量较为稳定，甲醇供料泵为P2101AB泵，泵的额定流量为8m3/h、额定扬程70m，目前甲醇实际流量供料量是5.2m3/h左右，较为稳定。现阶段罐区主开一台P2101B，即可满足装置需求，需要注意的是偶尔装置边界也会出现卡量情况，使机泵流量过小而导致抽空，出现供料量低于3m3/h时，就要开启罐区甲醇供料线分支回流阀进行分流，以此保证机泵达到基本流量正常运行。

2.2 芳烃罐区直馏石脑油供150万预加氢装置

芳烃罐区直馏/加氢石脑油供重整装置量较大，每小时达到200m3/h左右，供料泵P2603AB额定流量为200m3/h、额定扬程130m。额定流量刚好能满足供料量，正常供料开启P2603AB其中一台，满负荷运行即可，运行中泵的出口压力稳定在1.0mpa左右。乙苯向苯乙烯装置供料，乙苯作为28万苯乙烯装置的原料，在芳烃罐区设置有P2608AB，额定流量为25m3/h，额定扬程50，正常供料只需开启其中一台就可满足供料量需求，一般供料量在15m3/h左右，出口压力0.4mpa，乙苯平常不供料，但供料时装置也会出现卡量关小阀门情况，导致机泵抽空。

2.3 裂解石脑油向石脑油加氢装置供料

裂解石脑油是60万石脑油加氢装置的原料。太平罐区供料罐G3103/G3104、供料泵P3103ABC，P3103BC额定流量20m3/h，扬程130m，现在供料只开启其中一台就可满足供料量需求，一般供料量在15m3/h左右，出口压力1.07mpa。烃化液向乙苯装置供料，供料泵P3102AB，额定流量33m3/h，扬程80m，烃化液平常不供料，但供料时装置也经常出现卡量关小阀门情况，导致机泵抽空。

2.4 太平罐区轻污回炼

轻污回炼泵P3106，额定流量15m3/h，扬程160m，正常回炼量在10m3/h以内，但由于装置边界调节阀经常出现调量卡小的情况，轻污回炼泵P3106也经常出现机泵抽空情况。

3 直供料不设压控回流阀的弊端

3.1 直供料中断的后果

大榭石化三期罐区设计时就没有设置直供料压控，所以在开工阶段每次装置对直供料需求量变化时都需要去现场手动进行调节，且装置经常卡量，由于未设置调节回流阀，当出现装置边界阀关小，出口管线压力上升，就会造成供料泵憋压运行，容易造成泵体发热抽空进而造成机泵损坏，进而造成直供料中断，引发装置生产波动。

3.2 直供料泵的性能影响

由于供料泵都是24小时持续的在运行供料，泵的性能状况直接影响装置的平稳生产运行，且三期供料油品大多数为轻质油品，机泵多数是离心泵、磁力泵，如果装置边界阀门出现卡量情况，出口流量过小，半小时就会出现抽空现象，或损坏机泵进而影响装置生产。所以加强对运行供料泵的数据监控显得尤为重要。

3.3 人为监控的弊端

直供料泵未设置压控回流调节阀前，为保障供料泵平稳运行，只能人为地监控机泵的运行状态，造成班组人员劳动强度增大，且人员时时监控机泵运行状况容易出现思想麻痹大意，不能及时发现机泵异常运行情况的出现。

4 直供料泵未增设压控前运行时监控和巡检的注意事项

4.1 直供料泵监控的重要性

由于供料泵都是24小时持续的在运行供料，泵的性能状况直接影响装置的平稳生产运行，除了泵的本身硬件状况因素不能改变外，作为我们班组人员在日常操作、巡检、监控中要特别引起重视，防止机泵出现异常抽空，当出现抽空时，班组要第一时间发现，及时调节防止供料量中断，造成事态扩大。

4.2 外操巡检的注意事项

外操巡检重点在现场，外操巡检时需对运行供料泵必须全面检查，检查频率为1小时1次，检查要看机泵①“是否平稳运行，有无出现振动和异常的声音”。②“看出口压力是否正常，有无出现上升或下降，或上下波动的现象，一般出现抽空出口刚开始上下波动，抽空后压力就下降”。③“看电流表电流指示是否正常，是否达到相应的电流值，如果出现抽空，电流指示下降”。④还有最为直观的是“看机泵温度是否异常上升，如果出现抽空温度肯定上升和发烫，可以看入口管线的现场温度计，温度计指示高于罐温值5-10度，就开始出现抽空的迹象”。

4.3 内操巡检的注意事项

内操必须加强对运行机泵数据的监控，由于外操的巡检频率是1小时1次，但机泵出现抽空也就半小时时间，外操巡检未必能及时发现，所以内操岗位的巡检频率要达到半小时1次，需要对运行机泵数据进行全程监控。由于内操DCS趋势对机泵的电流、出口压力都能瞬时显示，当机泵出现抽空电流值肯定出现下降，压力也随之波动和下降，如果能第一时间发现，就可以避免抽空事故的发生。这就要求内操熟知每台供料泵的正常运行的瞬时电流、出口压力，并对电流、压力趋势查看加大频率和次数。

4.4 加强日常维护和保养

三期供料泵多数为离心泵和磁力泵，容易损坏和发生故障，日常运行时应加强维护和保养，维护保养频率为3个月1次。当发现密封漏等小的故障应马上联系维保进行处理，不得带病运行。需要定期对备用机泵进行检查和维修，以保证备用机泵的完好性，防止当运行泵出现故障后，能第一时间切换到备用机泵运行。在操作上要注意平稳操作，严格按照操作规程执行，出口阀门开关要平稳，严禁快开快关引起出口压力波动。

5 直供料泵出口增设压控回流阀的必要性和实施方案

5.1 增设压控回流阀的必要性

为了保证储运罐区的供料泵平稳运行，保障装置正常稳定生产，防止机泵出现抽空现象造成供料量中断，同时减少内外操巡检劳动强度，大榭石化储运二部对甲醇、乙苯、直馏石脑油、烃化液、裂解石脑油、轻污等直供料泵出口增设了压控回流设施。

5.2 实施方案

大榭石化储运二部利用现有流程，合理地制定出每一个增设压控的改造方案，尽量使改造施工简单化，总体原则在直供料泵出口增设一台压控回流阀，压控入口阀连供料泵出口，压控出口增设一条DN50的管线返回到供料罐。总体方案如下：①提前与生产技术部沟通，在部门领导的安排下，由工艺专业牵头，根据供料泵机泵运行情况，与生产技术部对接制定管线碰头时间计划，合理的对供料泵出口管线进行放空或吹扫处理；②设备专业提前开展落实管线碰头施工所需的各项准备工作，组织施工单位加强施工力量，按计划节点推进项目进度；③安全专业加强过程安全监督管理，做好现场管控措施；④在保证不影响正常生产的情况下，逐一完成增设各压控技改工作，并完成了焊接、水压、气密、探伤、拆装盲板等主体工作。改造完成后，储运二部对新增压控进行调试、试验，设定回流值并制定了压控使用方案。现所有新增直供料压控都已投用，当装置出现阀门关小卡量时，泵出口压力高过设定值时，调节阀自动打开直接通过回流管线回流到供料罐中，保证了供料泵不出现抽空现象，保持平稳运行。

6 压控回流阀工作原理及实施效果

6.1 压控回流阀工作原理

压控回流调节阀基于压力平衡原理，依靠净化风为动力，当压控回流阀安装完毕、DCS组态完成，根据供料泵出口管线的实际压力，内操在DCS上设定一个压力值，当实际运行时出口管线压力高于给定压力值时，压控回流调节阀就会自动打开，可以有效地防止管线憋压造成的机泵抽空现象，也能保证供料量的平稳运行。储运二部将甲醇、乙苯、直馏石脑油、烃化液、裂解石脑油、轻污回炼等直供料泵增设压控回流设施后，根据实际生产状况和供料泵出口管线压力，通过对上述压控设定一定的压力值，当装置边界出现卡量时，供料管线压力上升，压控回流阀自动打开，返回到供料罐，实现循环回流，避免了供料泵长时间憋压运行导致的抽空现象。因为三期供料油品大多数为轻质油品，机泵多数是离心泵，如果装置边界阀门出现卡量情况，出口流量过小，半小时就会出现抽空现象，或损坏机泵进而影响装置生产。压控回流阀的设置避免了这一现象的发生，同时保证装置平稳正常生产，减少了内外操巡检强度。

表1 压控回流设定值

6.2 压控调节调试及投用

当增设压控回流阀施工完成，需要对其进行调试和投用，以航煤罐区甲醇为例，如图1所示调试前确认①阀2、阀3、阀4关闭状态，②联系内操在DCS对甲醇压控回流阀进行开关试动，并设置开度百分值，③外操根据内操的开度值进行现场查看确认。压控开关调试确认完好后，开始进行投用：①确认甲醇供料泵P2101B正常运行供料、阀1处于开启状态，②打开阀3后确认甲醇供料泵出口管线压力为0.5mpa，③联系内操在DCS上将甲醇压控调节阀压力设定值为0.5mpa，④打开阀4、阀5确认甲醇压控回流阀流程打通，压控开始正常投用。

图1 甲醇供料压控调试投用示意图

6.3 实施效果

从2018年10月开始甲醇、乙苯、直馏石脑油、烃化液、裂解石脑油、轻污回炼等直供料泵增设压控回流设施都已完成施工，并开始投用。从实际投用情况来看，效果良好，各供料泵在增设压控后，正常平稳运行，出口管线压力稳定在一个压力值上，未出现大幅度的波动，机泵因装置卡量造成的抽空现象的次数为0。以太平罐区烃化液供料泵为例，供料泵P3102AB，额定流量33m3/h，扬程80m，压控回流阀压力设定值是0.76mpa，正常供料时，出口管线压力维持在0.752mpa，效果明显。

表2 各供料泵增设压控后抽空次数

7 推广前景分析及创新点

7.1 推广前景

储运罐区直供料机泵出口设置压控回流阀，是防止装置边界出现关阀卡量的必要措施，也是保证供料机泵长期平稳运行必要手段，可以有效地防止机泵抽空而造成的设备损坏。直供料泵的平稳运行是各个装置稳定生产的保证，一旦直供料出现中断的情况，就会引发装置波动，严重时将造成装置停工，而增设直供料泵出口压控回流阀，可以有效避免这类事故的发生。直供料增设压控设施前，为保证供料泵平稳运行，需要外操对机泵必须全面检查，频率为1小时1次，①检查机泵声音是否异常，②查看出口压力有无上下波动，③看电流表电流指示是否正常，④检查机泵温度是否异常上升，通过这些现象来判断机泵是否抽空。内操需要对运行机泵数据进行全程监控，查看DCS趋势对机泵的电流、出口压力数值进行实时监控，内操的检查频率为半小时1次，需要第一时间发现供料泵出现抽空现象。直供料增设压控设施后，可以有效的减少内外巡检强度，当出口管线压力异常上升后，自动地打开回流阀返回到供料罐中，不需要内外操人为的一直盯着出口管线压力、时刻检查机泵的运行状况。直供料增设压控设置，符合实际生产需要，是保证平稳生产的必要措施。具有较高的推广应用价值。

图2 烃化液压控投用后出口管线压力趋势图

7.2 创新点

大榭石化储运罐区甲醇、乙苯、直馏石脑油、烃化液、裂解石脑油、轻污回炼等直供料泵，因原来泵出口未设置压控回流调节阀，为防止装置经常卡量，造成供料泵憋压运行，容易造成泵体发热损坏，影响正常平稳生产，对上述品种介质泵出口各增设了一台压控回流调节阀。罐区直供料泵出口增设压控回流阀后，当装置出现关小阀门卡量情况时，泵出口压力上升，压控回流阀自动打开，返回到供料罐，不会出现泵憋压运行导致抽空现象。直供料泵出口设置压控回流阀，减少了内外操巡检强度，不用人为的长时间的盯着供料泵运行状况。保证了供料泵平稳运行。