精制結(jié)晶攪拌器機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造

武陽(yáng) 侯波(中國(guó)石油化工股份有限公司，河南 洛陽(yáng) 471012)

1 改造背景

1.1 機(jī)封甘油系統(tǒng)

BD601、BD602、BD603 攪拌器機(jī)封，因?yàn)閷?duì)應(yīng)的工作壓力相對(duì)較高，工作介質(zhì)危險(xiǎn)性相對(duì)較大，機(jī)封緩沖液系統(tǒng)原設(shè)計(jì)的是甘油自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)。自2003年9月起，開(kāi)始頻繁出現(xiàn)系統(tǒng)誤動(dòng)作引起機(jī)封腔異常補(bǔ)甘油，導(dǎo)致機(jī)封短時(shí)間內(nèi)突然失效。甚至BA602、BA603 機(jī)封兩次均發(fā)生更新后使用不足一個(gè)月便發(fā)生失效，BA601機(jī)封在2004年7月更是在投用不足24小時(shí)便發(fā)生失效，給生產(chǎn)帶來(lái)了較大的影響。

原系統(tǒng)的國(guó)外生產(chǎn)廠家早已不存在，所以，原配件已無(wú)法購(gòu)買(mǎi)。車(chē)間和檢修公司也曾對(duì)缺失配件及機(jī)構(gòu)進(jìn)行自我改造，但使用效果不理想。自2007年始，此系統(tǒng)一直采用人工手動(dòng)補(bǔ)甘油的辦法來(lái)維持，但可靠性極差，一般新機(jī)封投入使用一個(gè)月不到，機(jī)封下部的摩擦副便失效，只靠機(jī)封上部摩擦副來(lái)維持生產(chǎn)，從而導(dǎo)致機(jī)封最長(zhǎng)使用壽命不到10個(gè)月，短的僅有一個(gè)月甚至?xí)r間更短[1]。

1.2 機(jī)封故障危害

甘油補(bǔ)償系統(tǒng)的設(shè)置是為了平衡機(jī)封組件工作時(shí)的負(fù)荷從而來(lái)延長(zhǎng)壽命，但在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，一旦甘油補(bǔ)償系統(tǒng)發(fā)生故障，其對(duì)機(jī)封的危害遠(yuǎn)大于不投該系統(tǒng)對(duì)機(jī)封造成的危害，甚至可能在較短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致機(jī)封的失效。

以BD603 為例說(shuō)明，當(dāng)機(jī)封腔內(nèi)壓力下降時(shí)，甘油補(bǔ)償缸的活塞會(huì)同步上移，當(dāng)回訊開(kāi)關(guān)檢測(cè)到活塞移至LSA開(kāi)關(guān)位置時(shí)，小電磁閥會(huì)迅速打開(kāi)，甘油會(huì)在極短的一瞬間將甘油缸活塞迅速推下至LSB或LSH位置，電磁閥在接收到LSB或LSH開(kāi)關(guān)回訊后會(huì)立即關(guān)閉。在正常情況下，由于這一動(dòng)作在極短的瞬間便已完成，不會(huì)造成甘油補(bǔ)償缸內(nèi)壓力的波動(dòng)，所以不會(huì)對(duì)機(jī)封造成不良影響。但在故障時(shí)，卻可能發(fā)生電磁閥持續(xù)保持在開(kāi)的位置，從而導(dǎo)致密封腔內(nèi)壓力驟升并保持下去。且由于電磁閥的持續(xù)開(kāi)，總管壓力會(huì)下降，甘油泵會(huì)反復(fù)自起動(dòng)以維持總管壓力，從而對(duì)機(jī)封組件如波紋管、動(dòng)環(huán)、靜環(huán)等造成較大的沖擊性載荷或持續(xù)高壓載荷。機(jī)封內(nèi)組件在反復(fù)性沖擊性載荷或持續(xù)高壓載荷作用下極易造成波紋管的永久變形失彈、在焊接薄弱區(qū)域發(fā)生斷裂、傳動(dòng)套頂絲的易位松動(dòng)等，會(huì)加劇磨擦副的摩損，還會(huì)造成靜環(huán)、動(dòng)環(huán)的破損和斷裂[2]。表1中列出了甘油系統(tǒng)典型事故的詳情以及分析。

表1 PTA裝置機(jī)封甘油系統(tǒng)典型故障分析

2 改造情況

機(jī)封系統(tǒng)主要通過(guò)維持機(jī)封密封腔和容器內(nèi)穩(wěn)定的壓差，從而避免機(jī)封在容器的較高壓力或壓力波動(dòng)而造成的附加壓力下持續(xù)運(yùn)行。

2.1 改造前的情況

機(jī)封甘油自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)主要有甘油密封站和機(jī)封密封腔壓力變送組件兩個(gè)部分組成。甘油密封站主要由甘油罐、甘油泵、袋式蓄能器、電磁閥及壓力開(kāi)關(guān)及相應(yīng)管路組成，而機(jī)封密封腔壓力變送部分包括甘油壓力補(bǔ)償活塞缸、甘油壓力開(kāi)關(guān)（液位）等組成。

正如圖1 所示，正常生產(chǎn)時(shí)機(jī)封密封腔內(nèi)壓力等于甘油壓力補(bǔ)償缸活塞上部壓力，甘油壓力補(bǔ)償缸下部壓力等于容器內(nèi)壓力。在正常生產(chǎn)時(shí)活塞并不移動(dòng)，當(dāng)機(jī)封密封腔內(nèi)甘油密封液逐步損失時(shí)，活塞同時(shí)逐步上移，當(dāng)活塞上移至LSA 開(kāi)關(guān)位置時(shí)，甘油站A電磁閥將接受信號(hào)打開(kāi)(當(dāng)活塞上移至LSL開(kāi)關(guān)位置時(shí)，甘油站兩電磁閥也將接受信號(hào)打開(kāi))，較高的壓力將在瞬間使活塞下移至LSB或LSH開(kāi)關(guān)位置時(shí)，電磁閥將關(guān)閉。當(dāng)機(jī)封腔內(nèi)甘油損失速度較快時(shí)，由于電磁閥的頻繁開(kāi)啟會(huì)導(dǎo)致甘油電磁閥前總管壓力低開(kāi)關(guān)觸發(fā)，甘油泵自起動(dòng)，當(dāng)一臺(tái)泵啟動(dòng)仍不能滿足壓力需求時(shí)，第二臺(tái)甘油泵將會(huì)自起動(dòng)。當(dāng)甘油總管壓力達(dá)設(shè)定值或甘油大罐液位低低時(shí)，甘油泵會(huì)聯(lián)鎖停。

2.2 改造后的情況

系統(tǒng)更新主要相關(guān)設(shè)備為：兩臺(tái)高速泵（機(jī)封沖洗系統(tǒng)PW水泵）、三臺(tái)調(diào)節(jié)閥、六臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)及相關(guān)管件及儀表。

改造后的機(jī)封緩沖液系統(tǒng)流程如上圖2所示。在正常生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)來(lái)自BD906 的HHPW 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)晶器上部空間的覆蓋；機(jī)封的上部密封是通過(guò)來(lái)自?xún)膳_(tái)高速泵BG1007D/E 的PW水，以高于結(jié)晶器的工作壓力0.2-0.3MPa 來(lái)實(shí)現(xiàn)，并最終流回到循環(huán)溶劑罐BD801中。

3 改造結(jié)果

針對(duì)機(jī)封甘油自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的故障情況，為了減少機(jī)封甘油自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的故障的發(fā)生，增加機(jī)封的使用壽命，減少不必要的停車(chē)和檢維修費(fèi)用，車(chē)間對(duì)機(jī)封緩沖液系統(tǒng)進(jìn)行了更新?，F(xiàn)就機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造前后的優(yōu)劣性進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 原理方面

機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造前，甘油是從甘油密封站打到機(jī)封腔進(jìn)行密封，屬于間歇性、有損耗的密封；機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造后，PW 水是從PW 水高速泵打到機(jī)封腔進(jìn)行密封，屬于連續(xù)性的、可再收的密封。

3.2 機(jī)械方面

機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造前，甘油壓力補(bǔ)償缸參與密封的實(shí)現(xiàn)，卻總出現(xiàn)漸進(jìn)開(kāi)關(guān)固定板與活塞桿的平行度有偏差、活塞上下兩O環(huán)磨損造成活塞與缸體卡死、活塞本體上下部分的連接螺釘扭斷、活塞位置指示器在移動(dòng)過(guò)程中的左右易位引起監(jiān)測(cè)活塞位置的回訊開(kāi)關(guān)誤報(bào)警等現(xiàn)象；機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造后，甘油壓力補(bǔ)償缸不再參與密封的實(shí)現(xiàn)。

3.3 儀表方面

機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造后，在機(jī)封前后流程上分別增設(shè)了轉(zhuǎn)子流量計(jì)。這種設(shè)計(jì)思路的更新改進(jìn)，相比較于機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造前，可以通過(guò)機(jī)封前后轉(zhuǎn)子流量計(jì)的示值變化情況，對(duì)機(jī)封泄露情況作出準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、有效的判斷，從而作出處理。

3.4 壓力方面

與BD601、BD602、BD603對(duì)應(yīng)的攪拌器機(jī)封密封壓力要求比正常工作壓力高0.2-0.3MPa。機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造后，新增的兩臺(tái)高速泵BG1007D/E 的出口壓力達(dá)到4.75MPa。而且，攪拌器機(jī)封前后各新增設(shè)了調(diào)節(jié)閥，可以根據(jù)密封的好壞情況進(jìn)行微調(diào)處理，以保證密封的正常。

3.5 介質(zhì)方面

機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造前后，密封介質(zhì)由甘油改為PW水，不僅價(jià)格上比較便宜，PW水相對(duì)來(lái)說(shuō)也可以自產(chǎn)自供自足，而且經(jīng)過(guò)密封后的PW 水還可以回流作為循環(huán)溶劑加以合理再利用。

化工車(chē)間PTA 裝置攪拌器機(jī)封頻頻失效先前是影響裝置正常安穩(wěn)長(zhǎng)優(yōu)運(yùn)行的一個(gè)設(shè)備熱點(diǎn)，而甘油自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的頻頻故障是導(dǎo)致機(jī)封失效的一個(gè)重要因素。車(chē)間在分析故障原因并積極尋求相應(yīng)的對(duì)策后，對(duì)機(jī)封緩沖液系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的更新改造。通過(guò)關(guān)于機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造前后優(yōu)劣性進(jìn)行的對(duì)比分析，結(jié)晶器攪拌器機(jī)封緩沖液系統(tǒng)由甘油改為PW水，使用前景十分可觀。

[1]李凱民，王仁旺.PTA 裝置甘油密封系統(tǒng)儀表控制的改造[J].河南化工，2004(7)：37.

[2]陳寧婷.PTA裝置攪拌器機(jī)封甘油補(bǔ)償系統(tǒng)存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].河南化工，2005(22)：32-33.