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熔體增壓泵頻繁停機的原因分析及對策

 　　通過(guò)對中國石化某分公司長(cháng)絲裝置熔體增壓泵頻繁停機的原因進(jìn)行分析，提出了改進(jìn)對策。運行實(shí)踐證明，整改措施取得了良好的效果，保證了長(cháng)絲裝置的長(cháng)周期安全運行。

　1. 概況

　　中國石化某分公司長(cháng)絲裝置設計產(chǎn)量為100kt/a，于2000年9月正式開(kāi)工投產(chǎn)。原料采用聚酯裝置CP2線(xiàn)的聚酯熔體，“熔融法直紡”工藝，即聚酯CP2線(xiàn)終聚釜生產(chǎn)出的聚酯熔體經(jīng)加壓后直接作為原料送到長(cháng)絲前紡，再由增壓泵二次加壓后進(jìn)行噴絲生產(chǎn);其余少部分熔體由切粒機切粒，切片送到切片料倉進(jìn)行打包處理。具體工藝流程見(jiàn)圖1。

　　圖1 長(cháng)絲增壓泵相關(guān)工藝流程圖

　　長(cháng)絲增壓泵共有三臺，工藝位號分別是1272-P01，1272-P02，1272-P03，P01泵為POY線(xiàn)增壓，后兩臺分別為FDY-2和FDY-1線(xiàn)增壓，一旦停機將造成相關(guān)生產(chǎn)線(xiàn)大面積停車(chē)。因此增壓泵的安全平穩運轉對長(cháng)絲裝置的生產(chǎn)至關(guān)重要。

　　但自2002年3月底至5月初短短40天時(shí)間內，長(cháng)絲裝置3臺增壓泵同時(shí)停機達4次之多，平均每10天一次，每次均造成長(cháng)絲裝置全線(xiàn)停車(chē)，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟損失。因此，為了該裝置的長(cháng)周期安全生產(chǎn)，必須認真分析停機原因，及早加以解決。 2. 頻繁停機的原因

　　長(cháng)絲3臺增壓泵均為齒輪泵，為了節能，轉速控制采用變頻調速技術(shù)，泵的工作原理與聚酯熔體泵1271/2271-P01相同?？赡軐е缕渫C的因素有：

　　(1) 電氣故障，如停電或變頻器故障等; (2) 機械故障，如齒輪斷裂或泵體損傷等; (3) 儀表自保聯(lián)鎖，主要聯(lián)鎖條件為：

　　(a)泵體溫度低低報不能開(kāi)機，設定值< 340℃; (b)泵后出口壓力超高停，高高報設定值≥27.5MPa;

　　(c)泵前入口壓力低低停，低低報設定值≤1.0MPa,其中P02為≤3.0MPa。

　　在上述因素中，電源斷電的情況極少發(fā)生，顯然不是導致頻繁停機的原因。而變頻器自開(kāi)工以來(lái)，未出現過(guò)故障現象，表明運行狀況良好。對于機械方面，考慮到增壓泵為新設備，尚未有損壞現象，也可以排除。從儀表聯(lián)鎖角度來(lái)看，溫度低低聯(lián)鎖僅是開(kāi)機條件;泵后壓力高高聯(lián)鎖到目前為止未發(fā)生過(guò)。因此，查找、分析引起泵的入口壓力低低停聯(lián)鎖的原因是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。根據較近幾次停機的原因，結合儀表自保聯(lián)鎖設計情況綜合分析，頻繁停機的原因主要是：

　　(1)增壓泵測速探頭假指示。為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，此處簡(jiǎn)單介紹一下CP2線(xiàn)與長(cháng)絲之間的負荷控制回路FIC26732。其控制原理是通過(guò)調節兩臺切粒機計量泵的轉速，來(lái)平衡CP2線(xiàn)3臺增壓泵和2臺切粒機的總負荷變化，目的是盡可能減少熔體放流現象的發(fā)生。具體控制原理框圖見(jiàn)圖2。

　圖2 CP2線(xiàn)負荷控制回路原理框圖

　　其中各設備的負荷量是由其轉速計算得出的數值。從具體的PID參數可知，FIC26732的K=1.5,T1=3(S)，可見(jiàn)其積分調節效應是相當強烈的。平時(shí)切粒機處于低負荷運轉，相當于待命狀態(tài)，一旦某臺增壓泵停機，總負荷的變化要求調節器輸出迅速加大切粒機計量泵的轉速，相當于把負荷轉移至切粒機處理。假如增壓泵轉速探頭出現很低的假指示，必然會(huì )使切粒機急劇提升負荷，反而使增壓泵前壓力低于聯(lián)鎖值導致停機發(fā)生。4月11日的停機事故正是由于1272-P01轉速探頭假指示所致。當時(shí)P01的轉速指示突然由正常的25r/m降到5r/m左右。

　　(2)增壓泵入口壓力表檢測故障，產(chǎn)生假信號。泵前壓力表檢測到的壓力值如果不可靠，出現小于低低報聯(lián)鎖值的情況，將直接導致停機事故的發(fā)生。增壓泵正常生產(chǎn)時(shí)其入口壓力應在6.0MPa左右，但目前P01泵正常生產(chǎn)時(shí)的入口壓力檢測指示仍在1.4Mpa(其余P02、P03泵入口壓力均在6.0Mpa左右),表明前段時(shí)期內，其指示并不可靠。由于熔體管道高溫高壓，連續生產(chǎn)情況下，壓力探頭無(wú)法取出維修和更換，經(jīng)有關(guān)領(lǐng)導的批準，現暫時(shí)摘掉了其入口低低報警聯(lián)鎖自保。

　　(3)聯(lián)鎖自保設計不當。長(cháng)絲增壓泵是在聚酯開(kāi)工后設計單位才在DCS增加的聯(lián)鎖自保項目，其設計存在下面兩個(gè)缺陷：

　　(a)3臺泵的入口壓力低低報聯(lián)鎖設定值不一樣。P01、P03為≤1.0MPa,而P02為≤3.0MPa。P02的聯(lián)鎖設定值明顯偏高，當負荷控制回路起作用時(shí)，將會(huì )引起瞬時(shí)巨大壓力波動(dòng)，壓力設定值偏高，很容易引起聯(lián)鎖動(dòng)作，不利于保持連續性的生產(chǎn)。這一點(diǎn)已在4月份的第2次停機中得到了驗證。

　　(b)低低報聯(lián)鎖停機信號沒(méi)有時(shí)延。這是造成增壓泵頻繁停機的較終原因之一。對泵的入口壓力低聯(lián)鎖進(jìn)行延時(shí)判斷，是自動(dòng)控制中對泵的常規做法。目的是盡可能減少由于短時(shí)間壓力波動(dòng)造成停機的發(fā)生，保證生產(chǎn)的連續進(jìn)行。另外低低報聯(lián)鎖的目的在于避免設備空轉，保護設備。而在聚酯熔體泵出現大的壓力降甚至停機后的3—5分鐘內，管道內仍有大量的熔體存在，不會(huì )出現空轉現象。因此，壓力低低報警瞬時(shí)停機在此處顯得十分不和理。 3.改進(jìn)對策

　　從較近幾次事故原因分析可知，每次停機往往是上述因素綜合作用的結果，因此也應采取綜合性的整改措施，避免增壓泵意外停機事故再次發(fā)生。

　　(1)更換P01增壓泵轉速檢測儀表和泵的入口壓力探頭，避免假信號的干擾。加強對關(guān)鍵部位儀表的巡檢、維護力度,對類(lèi)似切粒機、增壓泵等關(guān)鍵設備的溫度、壓力、信號的檢測，要保證其現場(chǎng)儀表高度可靠、完好。要求在每次停工檢修時(shí)及時(shí)校驗或更換，避免出現假指示。

　　(2)增加壓力低低報聯(lián)鎖時(shí)延。目前，在3臺增壓泵的聯(lián)鎖邏輯中均加入了3分鐘的時(shí)間延遲，只有低低報警超過(guò)3分鐘才會(huì )出現停機。這樣，即使聚酯裝置的熔體泵2271-P01出現短暫的停機也不會(huì )影響長(cháng)絲增壓泵的運行，較大可能保證長(cháng)絲生產(chǎn)的連續進(jìn)行。 (3)修改聯(lián)鎖設定值，使3臺泵一致。因為從物理參數來(lái)看，長(cháng)絲前紡的3臺增壓泵完全一樣，沒(méi)必要設定不同的入口壓力低低報警聯(lián)鎖值，為減少停機發(fā)生的幾率，現將3臺泵的低低報聯(lián)鎖值全部設定為≤1.0MPa。 4.結束語(yǔ)

　　上述幾項整改措施除除了P01泵前壓力探頭無(wú)法更換外，其他改進(jìn)措施已于2002年5月付諸實(shí)施，在2003年5月的大檢修中使用新Dynisco壓力探頭換掉了P01泵入口壓力檢測表。從實(shí)施后的運行效果看，自2002年5月至今，沒(méi)有因為上述原因再次出現意外停機事故，表明上述改進(jìn)已經(jīng)取得了較好的效果，保證了長(cháng)絲裝置長(cháng)周期安全運行。

 

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