常减压装置电脱盐注水泵盘不动车故障分析

常减压装置电脱盐注水泵盘不动车故障分析

李宝坤

中国石油锦西石化公司炼油一部

摘要:北蒸馏装置始建于1962年，原设计能力50万吨／年，后经多次改造处理能力达到300万吨/年。2013年装置进行隐患整改及恢复减压系统改造,由东北炼化葫芦岛设计院设计，初馏塔、常压塔、常减压炉更新,恢复减压系统。2020年大修对装置进行材质升级，适应加工含硫原油，换热流程按照加工俄罗斯原油和米纳斯原油1:1进行优化，装置主要由原油电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏、三部分组成。装置目前加工的原油以大庆原油为主，掺炼俄罗斯原油和海外油，混合原油属于中间基低酸低硫原油。主要产品有汽油、航煤、柴油、蜡油、渣油。

关键词: 蒸馏装置;转动设备; 注水；电脱盐

中国石油天然气股份有限公司锦西石化分公司蒸馏装置，电脱盐注水泵P-102B为2020年11月安装投用，型号为320MDAY150×80-4B，多级泵，流量50m3/h，扬程275m,介质为净化水和新水混合，电机驱动功率为90KW，生产厂家为吉林宇琦泵业，入口安装滤网为20目过滤器。从2020年11月投产以来，累计运行15686小时，生产期间平均每60天左右清一次过滤网，滤网中发现有大量焦粉状物质。通过此次故障分析，希望给同类装置转动设备运行管理上提供一些借鉴。具体如下。

1  电脱盐原理

    原油中含盐对炼油装置危害极大。盐类水解生成HCL严重腐蚀设备；盐类在管壁上沉积形成盐垢影响传热；原油含盐多还会使重油、渣油中重金属含量高，加剧污染二次加工催化剂，影响二次加工产品质量。卧式电脱盐使得进入常减压装置原油含水达到0.1-0.2％，含盐小于5mg/L，这让使塔操作稳定，增大装置处理能力，减少总能耗。原油中的盐大部分溶于所含水中，故脱盐脱水是同时进行的，为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜水，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借助重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水的目的，这通常称为电化学脱盐脱水过程。
原油为油包水型的乳化液，小水滴外面有一层较为牢固的吸附膜，使其很难聚结，而加入破乳剂可以迅速浓集于油水界面，夺取其在界面的位置而被吸附，这样原有的吸附膜被破坏，从而使小水滴聚结变大。但是，原油本身是一种相对稳定的乳状液，即使加入破乳剂，单凭自然沉降还达不到脱盐要求，尚需借助于高压电场的作用进行破乳。
原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降；水滴直径愈大，原油和水滴的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快，达到脱盐的目的。在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随原油上浮，达不到沉降分离的目的。

2  故障经过

2022年5月2日，电脱盐注水泵P-102B出口压力由3.0MPa降到2.5MPa，出口操作流量27T降到22T，流量与压力有下降趋势。设备本体润滑油无变色，振动值1.6-1.7 mm/s，电机侧振值和温度均无异常，机械结构无杂音，润滑油温度正常，根据操作室DCS数据及趋势分析判断，机泵内部有可能出现异常问题。按要求切换至P-102A运行，P-102B盘车发现盘不动，为防止进一步恶化而影响不能满足生产实际需求，车间安排5月6日机泵解体检修。

北蒸馏电脱盐注水泵P-102B于2020年10月投用，现场检查P-102B泵体振动无异常，P-102B振动在线远传系统监测泵端水平振动值在1.7-2.9mm/s之间，手动仪器监测在1.5-3.1mm/s之间波动。对p-102B拆解对轮检查空载时电机，检测电机端水平振动值在1.0-5.3mm/s之间，高于正常要求4.5mm/s。频谱分析以二倍频为主，主要是机泵不对中引起的电机端运行不稳定。

属地联系维运中心、电钳现场共同进行频谱分析诊断，初步结论如下：北蒸馏运行泵P-102B，电机现场测振，驱动端水平振1.1mm/s，垂直2.3mm/s，频谱以100HZ频率为主。泵侧最高振动1.6mm/s，频谱以100hz为主。判断振动由电机端引起，可能原因为电机软脚或电机与泵转子不对中。对电机地脚测振，西北、东南地脚振值为2mm/s。其它两地脚振值不到1mm/s。判断主要原因为电机软脚造成气隙偏差出现100hz电气特征频率，造成机泵运行不稳定。

3  机泵解体检修情况

1、将机泵解体后，轴：对轴进行径向跳动检测，尺寸符合标准，可继续使用。

2、轴径：轴径部位无磨损迹象，与轴承配合处尺寸符合标准。

3、叶轮：检查叶轮腐蚀、磨损情况，清理叶轮表面及液道污垢，测量叶轮尺寸，符合标准可继续使用。

（一）定子部件

1、壳体：壳体内部无冲刷腐蚀。

2、壳体口环：轻微冲刷痕迹可继续使用。

3、泵盖：轻微冲刷痕迹，止口及密封面无腐蚀，可继续使用。

4、轴承箱：测量轴承箱尺寸公差符合要求

（二）密封组件

1、密封面：有沟痕状的磨损。

2、辅助密封元件：密封的弹性元件堆积一定量的黑色焦炭性物质，补偿性变差，导致泄漏 。解体发现非驱动端机泵平衡腔平衡鼓压盘上有明显结垢情况，最大垢样尺寸厚度达到12-13mm，宽度10mm，圆环状。平衡鼓及平衡套流体过流通道（间隙为0.25mm）也存在大量结焦状固体，导致平衡鼓套与平衡鼓之间发生摩擦，从而使P-102B盘不动车。整体检查机泵过流部件均存在较重的结垢现象。

平衡鼓压盘结垢情况

同时发现4个叶轮及壳体叶道有结垢情况，并且结垢厚度占到整体叶道宽度的一半以上。本次检修期间检查过滤网完好，无破损。

现场鉴定垢样灰黑色、质地坚硬，呈类似水泥固化后状态，并且具有一定韧性，属于净化水内细微焦粉二次结焦形成。

检修过程，机泵过流部件整体清垢，叶轮做动平衡，未更换其余部件。

4  原因分析

   1.直接原因：

从P-102B解体检修情况可以看出，该泵介质为净化水和新水混合，新水就是补充进循环水系统的自来水或处理水，成份复杂，杂质颗粒细小，超出入口过滤器滤网过滤能力，在泵体内部二次沉积结焦。随着时间积累，厚度缓慢增加，积垢在叶道堵塞情况日趋严重，导致叶道过量不畅。

2. 间接原因：

介质净化水中含有细小颗粒，新水中含有钙、镁等无机盐硬度物质；胶体物质，如各种有机物，铁、铝、硅、铬的化合物，如络合物；粗分散物质，指可以用过滤纸过滤出来的较大物质，如粘土、沙粒、植物遗体、油这一些东西。净化水温度高容易导致新水结垢，同时入口过滤网目数太低（20目），杂质过滤不下来。

3. 管理原因：

未意识到介质中细小杂质会在机泵平衡鼓和平衡鼓套的小间隙中结垢而发生卡塞情况。

5  整改措施

1.联系生产处调整净化水性质，并要求不要加注新水。

2.现注水流程为净化水进缓冲罐D106，再经过泵注入脱盐罐，泵出口压力为2.8MPa，机泵电耗为90kw。净化水系统压力3.1MPa，完全可以满足注水要求，计划增设一条副线，日常电脱盐注水时将净化水不经泵直接注入电脱盐罐。每个月两次反冲洗时需要净化水50吨/小时，水只有在电脱盐罐反冲洗时利用净化水罐及启动水泵注水。开泵半天每年还可以省电80*104kwh，达到体质增效目的。

6  总结

对净化水和新水的成分认识不足，过分相信过滤网的能力，频繁清理过滤器时也没有引起足够重视，没有及时对结垢物进行化验分析，采取正确的应对措施，也没有考虑到这样的介质会导致机泵过流部件结垢，最终导致机泵盘不动车不能运行。

认真执行岗位责任制、交接班制及设备维护保养等规章制度。转动设备润滑良好，无渗油，定期更换润滑油（脂），按规定巡检、维护，满足转动设备标准化管理要求。 电气、仪表设备设施按规定巡检、维护，满足电气、仪表设备标准化管理要求。车间及维护单位巡回检查制度健全，巡检时间、路线、内容、标识、记录准确、规范，设备缺陷及隐患及时上报处理，设备隐患制订风险削减和安全防范措施，并纳入缺陷隐患台帐形成闭环管理。 设备安全防护符合标准、规范要求，消防通道畅通无阻，防雷防静电设施定期测试合格，消防器具、维修工具齐全好用，放置有序，确保机泵运行状态良好。