浅析循环水泵自启动应用

王宇 李刚 梁兰诚

摘 要：通过将循环水泵控制方式改变为自启动方式，节省备用水泵投用时间，降低由于断水造成压缩机组由于风温高连锁停机的频率，避免装置氮气压力波动，确保装置长周期运行。

关键词：循环水泵;原因分析;自启动措施

0 引言

兰州石化公司8000Nm3/h制氮装置由兰州寰球工程公司设计，2012年9月建成投产，该装置生产能力为8000Nm3/h，给炼油区生产装置提供生产过程所需的氮气和压缩空气， 8000Nm3/h制氮装置设计了独立的循环水单元，供制氮装置内换热设备进行热量交换，循环水单元共有循环水立式自吸泵两台，相互备用，工程建设时未设计单台循环水泵故障后备用水泵自启动功能，在使用过程中由于循环水泵开泵需要调整时间明显大于受循环水影响的压缩机机间风温升高联锁时间，即当循环水泵故障时，还未来得及启动备用泵，已经导致压缩机因机间风温升高而联锁停车，从而影响装置的平稳运行，造成氮气压力波动，经设计变更，将循环水泵启动控制方式改为备用泵在运行泵故障停机或循环水单元压力降至0.2MPa时自行启动方式，来缩短备用泵开启时间，防止因循环水单元水压低而影响装置的正常运行，提高8000Nm3/h制氮装置平稳运行率。

1 现象描述

目前，8000Nm3/h制氮装置共有换热器20台，由于循环水压力低、流量小造成设备联锁的换热器共10台。循环水泵故障，在备用水泵开启过程中，会造成循环水压短暂波动，引起部分换热效果下降，温度升高造成相关运行设备联锁停车，从而影响8000Nm3/h制氮装置的正常运行。2012年11月2日8时17分巡检人员发现1#循环水泵轴承处有冒烟现象，并伴有焦糊味，判断水泵轴承故障，立即启动循环水泵故障应急预案，立即开启2#循环水泵，由于该泵开泵时厂家要求水泵出口蝶阀在35度时开启循环水泵，且循环水泵房离操作室距离有一段距离，正在操作人员进行操作时，1#压缩机二级风温在8时18分58秒开始上升，8时19分43秒二级风温到达联锁值54 ℃，机组联锁停车，时间为45秒，在此期间压缩机润滑油温由43.3℃一直上升至46℃，未达到润滑油高温联锁值54℃。由于当班操作人员及时开启备用水泵及备用压缩机组，应急措施得当，未对装置产生明显影响，保证了装置的平稳运行，但从此次故障中也反映出了循环水泵突发故障，开启备用水泵时间的长短，直接影响压缩机机间风温升高，有明显影响，故十分有必要降低此风险，分析温度升高原因，找出解决办法。

2 机组中间冷却器温度高的原因分析

造成机间风温高的原因主要有：循环水量的影响、循环水温的影响、循环水压的影响和循环水质原因造成冷却水管内水垢多，有机物堵塞的影响。

循环水量造成的影响：供水量不足。空气的热量不足以被冷却水带走，造成温度升高。在运行中一般通过监控冷却水温度和控制供水量以及水压来保证换热效果。供水温度太高，水温高使水、气之间温差缩小，传热冷却效果差，同样的冷却水量，使气体冷却后温度仍然很高。

当下级吸气量减少时，造成前一级压出的气量无法全部“吃进”，容易使前一级的工作进入喘振区，在该级发生喘振。通过长时间的操作摸索，笔者认为中间冷却器的温度应控制在30～38℃之间为宜，故循环水压及循环水量的波动直接影响压缩机组级间风温，而8000Nm3/h制氮装置循环水单元压力及循环水单元水量波动往往是由于循环水泵故障，备用水泵未及时开启，造成循环水单元循环水压力波动。

3 循环水泵控制方式改造

8000Nm3/h制氮装置循环水泵为一开一备，开启方式为现场操作柱进行现场操作，循环水单元压力在DCS上只有显示功能，没有实际操作功能，现改为压力控制循环水泵1/1和泵1/2。在泵1/1（或泵1/2）正常运行时，当运行泵出口压力PI8101<0.20 MPa值时，开启备用循环水泵1/2（或泵1/1），联系仪表人员在DCS中设置泵1/1、泵1/2自动/手动软开关切换按钮，在电气人员的配合下将信号（常开接点）送至8000Nm3/h制氮装置变电所循环水泵电气控制柜中。

手动状态：由操作人员现场开启泵1/1、泵1/2。

自动状态：由运行参数出口压力PI8101控制泵1/1、泵1/2至DCS给8000Nm3/h制氮装置变电所循环水泵电气控制柜中输出常闭接点控制泵1/1、泵1/2启动（正常情况下仪表给电气控制柜常开接点），具体接点引至8000Nm3/h制氮装置变电所循环水泵电气控制柜。在完成自启动控制方式改造后车间进行了相应的循环水泵的自启动实验， 在运行泵正常运行时，将备用水泵在DCS上的显示状态改为自动状态，并将循环水泵的出口阀门控制在30度，由操作人员在现场控制柱上突然停运运行泵，待循环水单元压力降低至0.20MPa时，备用循环水泵自行启动，在此过程中备用循环水泵在运行泵停下到备用泵正常运行共持续时间为17秒，判断出循环水泵控制方式改为自启动后，压缩机组的级间风温从32.4℃升至最高至36℃需要27秒，至风温上升至联锁值54℃的时间大于31秒，可满足降低循环水单元压力波动对级间风温的影响。

4 结束语

车间完成了循环水泵自启动控制系统改造及循环水泵电流引入DCS的工作，现场模拟运行循环水泵故障，备用水泵自行启动，在运行泵故障31秒后，备用泵就已启动并完全保证循环水压力及流量达到正常用量，实现了备用水泵及时投用，保证了循环水单元压力及流量，进而保证了空分装置平稳运行。

参考文献：

[1]李家民.炼化设备手册[M].兰州：兰州大学出版社，2008.