空分装置液氧泵为进口设备法国低温之星,密封气密封形式为充气迷宫密封,液氧泵密封气采用装置自供仪表空气,露点温度≤-65℃,CO2≤1PPm。
一、液氧泵密封气的目的:
充气迷宫密封是利用迷宫形式的结构,并在其中通入密封用气体,以防止低温液体(≈-180℃)沿低温离心泵泵轴泄漏的密封方式。离心液氧泵采用密封气的目的是为了防止液体外漏,但是不允许出现带气现象。因此,调节密封气压差(密封气压力-氧泵进口压力=氧泵密封气压差)的原则是让液氧泵在极少量的液体外漏、汽化的情况下进行运转。当密封气压力过低时,就会出现液体泄漏;当密封气压力过高时,将有气体通过迷宫密封泄漏到液氧泵内,造成叶轮内带气甚至发生“汽蚀”现象,液氧泵不打量或出口压力降低,因此,对液氧泵密封气要求较高:露点≤-65℃,CO2含量≤1PPM(水的熔点为0℃,CO2熔点为-78.5℃),否则在密封过程中冰(水)、干冰(CO2)将冻堵密封气管或迷宫密封,导致低温液体外漏而冻坏液氧泵。
二、液氧泵密封气冻堵造成的影响:
一旦液氧泵密封气管线、密封冻堵后,液氧泵没有密封气防止液体外漏,虽然冻堵,但会有部分液氧外漏而导致氧泵轴承温度、密封气排气温度下降至联锁值造成氧泵跳车(轴承温度低低联锁:-10℃、密封气排气温度低低联锁:-120℃),或因密封气冻堵断气导致密封气压差低至联锁值造成氧泵跳车(密封气压差低低联锁:1Kpa),氧泵跳车后备泵也因密封气冻堵而无法及时启动备用,后续装置造气、乙二醇停车,全系统无计划临时停车,影响生产运行。
三、本装置氧泵密封气异常现象及处理:
2022年03月07日现场巡检人员发现主泵运行的1#液氧泵密封气流量由22m3/h下降至10m3/h,中控查看密封气压差发现有不规则波动上涨情况。汇报车间领导后,2022年03月08日下午15:30分将液氧泵倒换为2#泵为主泵运行,2#泵密封气流量为23m3/h左右,将1#氧泵进行排液、加温,加温完成后冷泵低速运转备用。
1#氧泵冷泵完成低速备用后发现密封气流量恢复至20m3/h左右,后续一直使用2#氧泵为主泵运行至2022年04月01日,现场巡检人员发现2#氧泵密封气流量由23m3/h下降至13m3/h,1#氧泵密封气流量由20m3/h下降至4.5m3/h。
中控查看密封气压差趋势发现,1、2#液氧泵密封气压差趋势由2022.03.28开始出现不规则上涨波动(附件图1),波动幅度为30Kpa—42Kpa,后进行分析判断,怀疑密封气可能有冻堵现象。结合之前液氮泵回气阀25810气源管因被保温跟液氮管线包裹在一起导致气源管冻堵的现象,判断可能是密封气露点或CO2含量不合格造成,联系质检对密封气进行露点分析发现密封气露点为-80℃,露点合格。
因为质检手动分析CO2含量存在误差,故没有进行CO2含量分析。然后发现装置密封气、仪表气供气管网从螺杆空压机外送气量为2200m3/h左右。而增压机一段送出到仪表空气球罐的绝对合格气体外送气量为250m3/h左右,经分析判断螺杆空压机外送仪表气CO2含量不达标,导致氧泵密封气、氮泵回气阀25810管线、迷宫密封冻堵。
2022年04月02日10:00点将螺杆空压机停用,外送仪表气全部改换为合格的仪表球罐供气,经过04月02日、03日2天运行后,发现氧泵密封气流量有一直上涨趋势,1#氧泵密封气流量上涨5.5m3/h(附件图2)
2#氧泵密封气流量上涨至14.5m3/h(附件图3)
且查看中控密封气压差趋势不再波动(附件图4)
自此,问题得以解决。没有造成氧泵密封气管道因密封气不合格而彻底冻堵造成液氧泵、空分装置停车,确保装置生产未受到影响。
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