陈凉亮
中海油惠州石化有限公司 广东惠州 516086
摘要：在连续生产中，无论任何原因造成介质及物理化学性能改变，将直接影响机泵的连续运行，造成运行及维修成本的大量增加，造成生产波动，甚至影响装置安全。
关键词：离心泵选型；介质变化；连续生产
随着社会对石油化工产品品种和数量需求日益增大，而石油化工基础原料资源在全世界范围内的缺乏，迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展，以提高加工深度，综合利用资源进一步扩大经济效益，因此石化生产装置呈大型化，单系列呈深加工化是必行之路。那么，不可避免的其自动化程度要求越来越高，同时为石化企业经济效益的最大化，对企业的高度连续生产性要求也越来越高。并 且石 化 企 业 是一个组织严密，相互依存，高度统一不可分割的有机整体，装置之间相互关联，物料互供关系密切，任何一个装置，乃至一道工序发生事故，都会影响到整个的企业生产。
作为在石化企业中广泛应用，负担着介质输送关键步骤的离心泵，其连续平稳的运行则不可避免的成为重中之重。因此，从离心泵的设计选型，到离心泵运行过程中问题处理，直到离心泵的维修都是保障离心泵连续平稳的关键。所以，研究连续生产中各类影响离心泵运行的因素，是非常必要的。
1.离心泵的选型要素
离心泵选型基础要素：
1.1 所需输送介质物理化学性能：其直接影响泵的性能、材料和结构，是离心泵选型时的重要因素。
包括：名称、特性（如腐蚀性、磨蚀性、毒性等）、固体颗粒含量及颗粒大小、密度、粘度、汽化压力等。
1.2 所属工序的工艺参数：根据设计工艺的要求，其所在工序的流程和操作变化范围慎重确定。
1.2.1 流量Q：流量是指工艺装置生产中，要求泵输送的介质量。
一般应给出正常、最小和最大流量。泵数据表上往往只给出正常和额定流量。离心泵选型时，要求额定流量不小于装置的最大流量，或取正常流量的1.1 ~ 1.15倍。
1.2.2 扬程H：是指工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。
一般离心泵选型要求泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05 ~ 1. 1倍。
1.2.3 进口压力P和出口压力P：出口压力指泵进出接管法兰处的压力。
进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。
1.2.4 温度T：温度是指泵的进口介质温度，
一般离心泵选型应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低和最高温度。
1.2.5 汽蚀余量NPSHa：也称有效汽蚀余量。
1.3 现场条件
现场条件包括泵的安装位置 <室内、室外），环境温度，相对湿度，大气压力，大气腐蚀状况及危险区域的划分等级等条件。
从离心泵选型的基础因素中不难得到：所需输送介质的物理化学性能 是第一关键。
2.连续生产介质变化对离心泵运行的影响
2.1连续生产中，同类介质辛烷值变化。
某炼油厂汽柴油加氢装置在运行中，发现离心泵出现密封轻微泄漏，进行切换泵处理时，密封泄漏量突然增大，并起火燃烧。
2.1.1该泵的主要参数：
2.1.2该泵密封拆解情况：
2.1.3 操作步骤分析：
介质温度高，密度变小，较容易汽化，难免在机泵切换时造成泵瞬时闪抽。泵的瞬时抽空破坏密封面之间的油膜，导致密封面干摩擦和振动，密封面过热，磨损加剧，关闭出口阀后，密封腔压力变大，从而出现在切换过程中密封突然泄漏加大的现象。
2.1.4 介质变化分析：
1）普遍认为介质柴油自燃点在350℃以上，这是建立在常减压、催化装置生产的柴油（十六烷值低，约在25～40）基础上，而加氢柴油十六烷值高。
2）该泵实际介质温度为292℃，其十六烷值在48～50，对应如下表1 可知其自燃点约223～285℃左右，低于实际介质温度，因此当密封泄漏变大时，导致柴油自燃着火。
表1
2.1.5 小结：
在设计选型时，必须全面确认介质的物理化学性能，应该考虑不同工艺装置的同类介质也有物理化学性能的各种变化。当然，由于石油原油性质的不同，在装置生产过程中，也会出现介质物理化学性能的变化。未避免连续运行机泵因同类介质物理化学性能变化造成问题的扩大化，对机械密封的选型也是关键。
2.2连续生产中，为效益最大化造成介质变化
某炼油厂蜡油加氢裂化装置，为节能降耗，将催化重整装置的C5组分引入蜡油加氢裂化装置吸收稳定系统，造成该装置的液化气泵产生气蚀现象，机泵震动增大超标，同时泵叶轮大面积结垢，严重影响机泵平稳运行。
2.2.1 该泵气蚀现象分析：
汽蚀现象是指某种因素导致离心泵内压力降低，泵内压力最低点通常位于叶轮叶片进口稍后的一点附近，液体以很大的速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，这种现象称为汽蚀现象。汽蚀时传递到危害叶轮及泵壳的冲击波，使泵体振动；同时由于蒸汽的生成使得液体的表观密度下降，于是液体实际流量、出口压力和效率都下降，严重时可导致完全不能输出液体。
从该泵的振动频谱上分析：
1）非驱动端水平方向振动频谱图，由图1可见振动频率多发生在5倍频处，推断该泵有汽蚀现象。
2）停止催化重整装置C5组分引入后，非驱动端水平方向振动频谱图，由图2可见主要集中在1倍频，无汽蚀现象。
2.2.2 该泵无汽蚀现象后仍有震动分析：
解决汽蚀现象后，该泵仍振动增大趋势，拆检发现叶轮处结垢严重如图3所示。取垢样化验分析：Fe离子：14.2%（m/m），Na离子：0.07%（m/m），Cl离子：水消解法10.4%（m/m），碱消解法10.6%（m/m）（标准方法），说明主要以无机氯形式存在。
初步分析：主要是由于催化重整C5带来的氯离子。还有管线腐蚀的Fe离子。
图3
2.2.3 小结：
为节能增效，人为改变机泵的介质，极易伤害机泵，破坏机泵平稳运行。
3.结论
（1）介质的变化直接影响机泵的连续运行，造成生产波动，甚至影响装置安全。所以，在机泵设计选型时必须充分明确介质准确的物理化学性能。
（2）在连续生产中，无论任何目的的改变介质及物理化学性能，都必须提前考虑所用机泵的运行参数，避免损伤，甚至损坏机泵，造成运行及维修成本的大量增加，反而造成经济效益上的损失。
参考文献：
[1]李大东.加氢处理工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，2004：661-662.
[2]任晓光，谢云峰，宣征南.加氢反应流出物空冷器系统模拟及腐蚀研究[J].石油化工高等学校学报，2007，20（2）：26-30.
论文作者:陈凉亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/27
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