往复泵工艺流程探索

往复泵工艺流程探索

周在启

中国石油哈尔滨石化分公司炼油一部  150056

摘要：炼化企业有许多注剂泵，它们大多数是小型计量泵。在日常生产活动中，这些小型计量泵普遍存在经常不上量的问题，不但严重影响生产，而且处理起来也很困难，本文详细地分析其不上量的原因并提出相应的解决方案。

关键词 ： 流程；流量；结晶；流速；

前言

在炼化行业中，有许多辅助系统，它们是生产活动中必不可少的一个重要组成部分，在整个行业中占有十分重要的地位。例如：甲乙酮车间的添加剂、除沫剂系统等;催化车间的阻垢剂、钝化剂系统等;电站车间的聚合铝加药系统等，几乎所有的生产车间都有自已相应的配套辅助系统。这些辅助系统所使用的机泵基本上都计量泵，工作介质大多数具有粘度大、低温流动性差、易结晶等物理特性。在日常生产活动中，特别到了冬季，随着气温降低，计量泵经常不上量，给生产带来了一定的隐患。2004年度至2005年度，甲乙酮车间的添加剂泵时常不上量，造成反应器床层压差一直不稳，长期偏高，严重制约了甲乙酮车间的产量，2005年对添加剂系统流程进行了优化改造，添加剂系统运行平稳了，反应器床层压差也稳定了，甲乙酮产量达到了设计标准。由此可见，炼化行业辅助系统的平稳运行十分关键，它们直接制约整个生产过程，解决计量泵平稳运行十分重要。

1. 计量泵运行中存在的问题及其根源

1.1 工艺流程设计有缺陷。

    各种注剂系统的传统设计流程理论上可行，实践证明也可行，但是原始设计的流程存在以下几个问题，一是对介质物性考虑不全，没有充分考虑到有些介质粘度大、易结晶、低温流动性差、稳定性差等特性，二是计量泵选型正好或稍小，这造成介质流速过低，加速结晶趋势，三是入口罐、出入口工艺没有设计伴热线或者设计不合理，当气温较低时，又加速了结晶趋势，时间一长，介质堵塞泵入口管线、入口过滤网和泵入口球阀处，一般主要集中在泵入口球阀和入口过滤网处，造成泵入口阀开关不灵活、泄量，严重时导致泵不上量。泵不上量，泵出口循环量也就没有了，这又加速了入口罐内介质结晶、结垢的速度，如此形成了恶性循环。

1.2 管理、使用维护不科学。

    大部分单位没有对这个系统有明确管理规定，或重视不够，只要能运行就行，坏了再说，没有长远的考滤。泵入口工艺管线、入口罐很少清洗或者根本不清洗，有的单位泵入口罐没有设计入口过滤网，这更会造成泵入口介质中杂质很多。有时车间或操作员为了保证泵出口流量而关闭了泵入口罐的循环线，导致入口罐内介质混合不均，加速了结晶、结垢的速度。

1.3注剂选型不合理、稀释剂与注剂配比比例不合理

    选用的注剂粘度大、易结晶、低温流动性差、稳定性差，这些物理特性易使泵易堵塞不上量。稀释剂与注剂配比不合理又加速了介质结晶、结垢的速度。

2. 解决方案及效果评估

2.1 工艺流程改造

    工艺流程如上图所示。改造的目的是增加计量泵入口压力和介质流速。流程改造后，计量泵入口加了一个增压泵——小流量、低扬程离心泵。离心泵入口管线直径大约为DN50，出口管线分两路，一路为循环线，返回入口罐过滤网内，管线直径为DN40;另一路直接给计量泵进料，管线直径为DN20左右。注剂通过循环线的大量循环，可以将入口罐内的大部分杂质集中到入口罐内的过滤网和增压泵入口过滤网上，只要定期清洗入口罐上的过滤网、增压泵入口过滤网，就可以保证入口罐内的介质洁净，避免杂质进入到计量泵中去。通过增压泵进料线给计量泵入口增压，有利地避免计量泵入口管线内结晶、结垢，既使有点杂质，也会被带走，能充分保证计量泵入口管线介质流动畅通。只要计量泵入口有流量，就能保证计量泵正常运行。（离心泵出入口管线直径由各使用单位根据实际生产情况而定，本文只是举个示例。）。当增压泵出现故障时，可以打开增压泵跨线阀，计量泵直接从入口罐抽取介质，不影响计量泵正常运行，当增压泵修后，再投用。另外建议有条件的单位最好设计两个入口罐以备切换使用。

2.2 合理选型注剂、合理配比注剂与稀释剂的比例

   选用的注剂粘度不易过大、不易结晶、低温流动性要好、稳定性要好，具备了这些条件，介质结垢、结晶的趋势就会变小，有利于计量泵长周期运行。同时使用单位要科学合理地做好稀释剂与注剂配比工作，系统运行初期要严格按厂家提供的参数进行配比，待有一定的使用经验、积累好了各种工艺参数后，使用单位可以实际情况做出更加科学配比数据，不要盲目过于信任厂家。

2.3 科学管理、加强使用与维护。

   使用单位要对注剂系统建立起科学严格的管理使用制度，并加强对操作人员业务培训，绝不允许系统带病运行，更不允许操作人员不按操作参数操作。计量泵出入口工艺管线、泵入口过滤网、入口罐及入口罐上过滤网要定期清洗，清洗周期由使用单位根据实际情况而定，最好每月必保清洗一次。如果系统停运，则要将整个系统全部清洗干净以做备用。对于备用设备也要这样做，防止时间长了系统内出现结垢、结晶现象，再使用时可能会不上量或出现其它故障。

2.4 完善泵出入口管线、泵入口罐伴热系统等。

   泵出入口管线、泵入口罐等处加上伴热系统，目的防止介质低温结晶。根据注剂物性情况可适当加上蒸汽伴热、高温水伴热或电伴热。要求各种伴热具有可调性，防止温度过高，影响注剂物性和系统运行。

2.5 效果评估

   甲乙酮车间添加剂系统改造后，该系统运行十分平稳，直正启到了稳定水合反应器床层压差的作用。所有类似的注剂系统这样改造后，一定能解决掉注剂泵不上量的问题。

3. 结论

3.1 此系统改造一次性设备投资只有几万元人民币，主要设备只需增加一台离心式增压泵，投资少，见效快，小改动能启到大作用，建议相关单位对于重要的计量泵按本设计改造能保证计量泵长周期运行。

3.2 系统改造后辅助系统运行平稳，能确保生产安全平稳长周期运行，大大减少了相关辅助系统对生产造成不必要的影响。

3.3 系统改造后，可以节省大量注剂，减少注剂浪费量，更为重要的是减少了注剂对环竟的污染，也不必为费物处理发愁了。

3.4 系统改造后，可以大大地减少设备故障率、维修费。

4. 建议

4.1 各大炼化企业及许多化工企业等都大量使用计量泵，其形式多种多样，无论操作与维护都较为繁杂，如果选型不当或工况不理想极易造成计量泵故障率高，维修频繁且维修困难，给生产和管理造成非常大的工作量和不必要麻烦，建议计量泵改为离心泵。

4.2 计量泵改为离心泵可行否？离心泵达不到计量泵的精确计量，但是通过为流程改造可以使离心泵达到计量精确计量的效果，使用离心泵代替计量泵可行。

4.3 离心泵流程如何改进？根据计量泵出口流量要求选择离心泵出口管径。离心泵出口分两大路，主流程也就是有流量计一路的管路设计成三路，分别为粗、中、细三路管径汇成总管经过流量计，每条支路上分别安装手阀用于调节流量，粗路为粗调流量；中路为中调流量；细路为精调流量。离心泵出口另一路管线返泵入口罐，该流程上可设计成两路汇成一路返罐，这两路也设计成粗、细二路，分别做为粗调和精调流量使用。通过这样流程改造可以使离心泵出口流量达到计量泵的精细水平。

4.4 使用离心泵代替计量泵许多好处，其一是离心泵选型范围大多了，用户有较大选择空间，

其二是操作维护简单多了，其三是故障率也非常低，其四是能保证生产安全平稳运行，其五是投资会大降低。

4.5问题是使用离心泵代替计量泵可能会造成泵效率降低，但通过合理选型可以控制较好，不会使其效率过低。

参考资料（炼化企业实际使用经验）

1、甲乙酮车间添加剂系统应用经验

2、催化车间阻垢剂系统统应用经验

3、烷基化装置叔丁基氯计量泵应用经验

[作者简介]周在启（1972－），男，黑龙江省哈尔滨市人，本科，工程师