發(fā)表時間： 2024-02-23 09:08:03
作者： 中石化上海工程有限公司 / 周景芝
瀏覽： 973
摘要：文章詳細介紹煉油裝置精制柴油泵的應(yīng)用流程與使用現(xiàn)狀，根據(jù)其產(chǎn)生的高靜壓設(shè)備壓力、大耗能與閥門嚴重損傷等問題，提出四項針對性強的節(jié)能改造措施，包含增加變調(diào)頻速體系、改造葉輪、拆卸葉輪及合理控制閥門運行等。并依照試運行效果觀察獲取的效益，保障化工企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。
關(guān)鍵詞：節(jié)能改造；精制柴油泵；煉油裝置；變頻調(diào)速系統(tǒng)
引言
隨著石油化工企業(yè)數(shù)量的增多，其內(nèi)部煉油過程愈發(fā)引發(fā)人們的關(guān)注。為提升煉油質(zhì)量，技術(shù)人員應(yīng)科學(xué)使用煉油裝置精制柴油泵，并透過對該裝置的節(jié)能改造，有效提升該煉油裝置使用的科學(xué)性，在縮減能源消耗的基礎(chǔ)上，促進化工企業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。
煉油裝置精制柴油泵的應(yīng)用流程
為確保煉油裝置精制柴油泵在化工企業(yè)的應(yīng)用效果，應(yīng)適時明確該裝置的使用流程。在確認使用流程前，需明確該類裝置中的有效參數(shù)。
比如，某石油化工企業(yè)煉油裝置精制柴油泵的原始參數(shù)包含3級葉輪，該葉輪層級由首級到末級依次為262、363、363mm，關(guān)死點下的揚程為483m；揚程為362m時，體積流量在520m3/h左右，出口壓力與進口壓力分別為2.30、0.15MPa，密度在606kg/m3上下。
在確認精制柴油泵內(nèi)的各項目參數(shù)后，研究人員需探究其應(yīng)用流程，精制柴油泵內(nèi)包含帶有分餾塔進料為主的熱交換器與精制柴油，并在發(fā)生器內(nèi)開展柴油蒸汽，再將原料油與精制柴油進行合理交換，并及時抽取該裝置內(nèi)的冷氣，精準提煉出精制柴油[1]。
煉油裝置精制柴油泵的使用現(xiàn)狀
2.1 靜壓設(shè)備的壓力較高
在使用煉油裝置精制柴油泵期間，工作人員應(yīng)適時檢測該裝置內(nèi)的后路靜設(shè)備壓力，該柴油泵的關(guān)死點壓力公式：
p=fgH (1)
式中：H為揚程(m)；g為重力加速度，具體數(shù)值為9.8N/kg；f為密度(kg/m3)；p為出口與進口的壓力差值(Pa)。?
將具體數(shù)值代入到該公式內(nèi)，f為606kg/m3，g為9.8N/kg，H為483m，可得出p為2868440.4Pa，也就是2.87MPa。在完成出口、進口的壓力值計算后，工作人員可發(fā)現(xiàn)關(guān)死點壓力與進口壓力分別為3.02、0.15MPa，關(guān)死點壓力為0.15MPa+2.87MPa，在具體操作中，受溫度與泵進口壓力影響，當(dāng)前關(guān)死點壓力可達到3.1MPa。
從數(shù)值上看，后路靜設(shè)備的壓力值要超出此前設(shè)定的標準值。在出現(xiàn)后路靜設(shè)備壓力值增大現(xiàn)象后，研究人員應(yīng)及時觀察此前設(shè)定的靜設(shè)備壓力與以分餾塔為主的熱交換器壓力，透過觀察可發(fā)現(xiàn)兩項設(shè)備的初始壓力均為3.0MPa，也就是說當(dāng)前關(guān)死點壓力值要超出煉油裝置精制柴油泵內(nèi)的任意設(shè)備壓力值。
在產(chǎn)生超壓現(xiàn)象后，該裝置存有多項安全隱患。比如，在進行加工量調(diào)整時，會產(chǎn)生疊加法蘭泄漏與熱交換管箱墊片失效現(xiàn)象，而該現(xiàn)象的出現(xiàn)將極大危及設(shè)備的使用安全。
2.2 耗能較大
從煉油裝置精制柴油泵的使用標準上看，若相關(guān)設(shè)備內(nèi)部的體積流量不變，則揚程與離心泵下的輸出功率將呈現(xiàn)正比關(guān)系，即離心泵內(nèi)的輸出功率會隨著揚程的增加而提高。
在當(dāng)前的精制柴油泵中，其邊界壓力多為1.2MPa，而在應(yīng)用過程中其生成的實際邊界壓力則為邊界壓力標準的一半，即0.6MPa。雖然揚程的數(shù)值較高，但難以對邊界壓力形成過大影響，應(yīng)將各閥門的開度值調(diào)整到較小狀態(tài)來管理其壓力，并將該壓力均勻地轉(zhuǎn)化到靜設(shè)備與管路中，提升對設(shè)備內(nèi)部壓力的控制效果。
在執(zhí)行該項舉措時，部分電能又會出現(xiàn)無謂損耗，無形中提升了設(shè)備的能耗值。此外，精制柴油泵的傳統(tǒng)設(shè)計中，對壓力的控制性能較弱，技術(shù)人員未能針對其能耗控制設(shè)計適宜的管理措施，導(dǎo)致該設(shè)備存在能耗管控瑕疵，在能耗逐步累積的情況下，縮減了設(shè)備的使用壽命與應(yīng)用效果[2]。
2.3 閥門嚴重損傷
為縮減后路靜設(shè)備的壓力值與泵內(nèi)的富余性能，技術(shù)人員可對泵出口閥及時控制，在改造前多關(guān)小閥門。精制柴油泵在實際運行時節(jié)流泵出口閘閥板的開啟高度多在10%上下，由于閘閥的開度較小，該閥門內(nèi)部極易出現(xiàn)氣蝕與閃蒸等不良現(xiàn)象，該問題還會極大損傷閥門內(nèi)部的密封面。
一般來講，將閥門內(nèi)部形態(tài)進行適時改造后，研究人員發(fā)現(xiàn)精制柴油泵運行時仍存有些許問題，比如，關(guān)死點揚程值與靜設(shè)備的設(shè)計壓力數(shù)較接近，再加上原始泄漏點仍屬較薄弱區(qū)域，若在實際操作中開展低流量運行，設(shè)備內(nèi)部的熱交換器會產(chǎn)生憋壓現(xiàn)象，在生成憋壓后，會引發(fā)密封面冒煙等危險狀況。
此外，若技術(shù)人員將泵出口閥看作適宜的節(jié)流閥，精制柴油泵在具體運行時仍會嚴重損傷該閥門，雖然對泵出口閥進行節(jié)流改造較有必要，但不應(yīng)將其視為節(jié)流閥，若機泵產(chǎn)生故障，當(dāng)內(nèi)部流量較小時，會出現(xiàn)介質(zhì)排放不干凈、閥門關(guān)不嚴等不良情況，在進行后期的檢修維護時也會產(chǎn)生安全隱患。當(dāng)閥門內(nèi)漏的現(xiàn)象較嚴重時，還難以在日常檢修中發(fā)現(xiàn)不良狀態(tài)，在出現(xiàn)該現(xiàn)象后會極大改變裝置運行效果。
精制柴油泵節(jié)能改造措施與效益發(fā)展狀況
3.1 節(jié)能改造舉措
3.1.1 增加變調(diào)頻速體系
為增進精制柴油泵的使用效率，研究人員應(yīng)依照其運行狀態(tài)設(shè)計出適宜的節(jié)能改造措施，提升設(shè)備運行效果。
首先，技術(shù)人員在調(diào)整精制柴油泵的內(nèi)在壓力時，可利用變頻調(diào)速體系的增加來改善設(shè)備的內(nèi)部運行流程，在安設(shè)該系統(tǒng)時可切實借助異步電動機的內(nèi)部交流特征來改進其運行頻率與速度，該系統(tǒng)在應(yīng)用過程中帶有強過載能力、操作便利、維護方便、安裝簡單等優(yōu)勢，在明確該系統(tǒng)的內(nèi)在優(yōu)勢后，利用對變頻調(diào)速體系的使用可大幅縮減機泵內(nèi)部的起動電流，并借助適宜的軟啟動來削減其對電網(wǎng)造成的沖擊[3]。
其次，在應(yīng)用變頻調(diào)速體系期間，技術(shù)人員應(yīng)適時觀察體系內(nèi)部的電源頻率值，若該系統(tǒng)中的頻率值較低，會給電源內(nèi)高次諧波帶去極大損耗，要對電源頻率值進行及時調(diào)整，其實際頻率需與設(shè)計頻率保持一致。當(dāng)異步電動機處在縮減轉(zhuǎn)速的狀態(tài)中時，其轉(zhuǎn)速與冷卻風(fēng)量將呈現(xiàn)反比關(guān)系，電動機在具體運行時會因冷卻低速狀態(tài)而出現(xiàn)變壞情況，在設(shè)計變頻調(diào)速體系時需精準控制異步電動機的內(nèi)部轉(zhuǎn)速。
最后，在面對變頻調(diào)速體系內(nèi)的逐步縮減的轉(zhuǎn)速時，技術(shù)人員可發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部轉(zhuǎn)速將極大改變機械密封腔內(nèi)泵送環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度，繼而引發(fā)機械密封效果不佳，嚴重縮減精制柴油泵的應(yīng)用壽命，若情況嚴重還會引發(fā)火災(zāi)或熱油泄漏等不良事故，要及時調(diào)整精制柴油泵中變頻調(diào)速體系內(nèi)的轉(zhuǎn)速，借助對該轉(zhuǎn)速的合理控制來提升該設(shè)備的應(yīng)用水平，以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保效果。
3.1.2 改造葉輪
在設(shè)置了適宜的變頻調(diào)速體系后，技術(shù)人員應(yīng)開展對精制柴油泵內(nèi)部葉輪的改造。比如根據(jù)此前的設(shè)計需求與內(nèi)容，關(guān)死點壓力需超出額定電壓，且前者是后者數(shù)值的1.2倍，也就是2.8MPa，在對葉輪開展正式改造前，可將該階段的關(guān)死點壓力值設(shè)置成2.85MPa，并運用該數(shù)據(jù)進行對應(yīng)的計算工作。
當(dāng)泵的關(guān)死點壓力為2.85MPa時，其揚程值則下降到了455m，相較此前的483m，其下降幅度在28m左右。隨著揚程數(shù)值的下降，其內(nèi)部曲線也跟著葉輪外徑而發(fā)生較大改變，并產(chǎn)生了上下平移現(xiàn)象，可根據(jù)該狀態(tài)來設(shè)置額定揚程，將其數(shù)值確定在334m上下。
在改造葉輪的過程中，技術(shù)人員需始終保證額定流量不變，通過對該項數(shù)值的確認來對葉輪實行不同程度的切割，在葉輪遭受一定切割的情況下縮減泵內(nèi)的額定揚程。依照最初設(shè)計的葉輪切割流程與定律可看出在完成切割舉措后，葉輪的外徑值處在253、350、350mm左右，再根據(jù)該數(shù)值來測定葉輪的額定壓力。
在完成對葉輪的切割改造后，技術(shù)人員應(yīng)及時整理當(dāng)前葉輪的各項數(shù)值，通過觀察可發(fā)現(xiàn)改造前，葉輪外徑分別為262、363、363mm，而改造后的葉輪外徑在253、350、350mm，關(guān)死點壓力由此前的3.1MPa轉(zhuǎn)化成2.8MPa，電流也由此前的29A縮小到25A，出口閘閥的大約開度由過去的10%上升到15%。
在完成葉輪改造后，技術(shù)人員應(yīng)及時檢查精制柴油泵內(nèi)部的運行狀態(tài)，透過對葉輪控制來改善設(shè)備應(yīng)用效果[4]。
3.1.3 拆卸葉輪
在完成精制柴油泵內(nèi)部葉輪的切割后，技術(shù)人員應(yīng)適時觀察該葉輪的運行態(tài)勢，當(dāng)前葉輪由前中后三級構(gòu)成，可對其拆卸來控制設(shè)備運行質(zhì)量。
一般來講，多級泵揚程中的葉屬各級葉輪的科學(xué)疊加，在進行內(nèi)部核算，技術(shù)人員可發(fā)現(xiàn)若該泵內(nèi)部的額定揚程縮減在217m時，其關(guān)死點壓力、額定壓力與關(guān)死點揚程分別為1.88MPa、1.45MPa、292m等。
從理論上看，該類數(shù)值可切實達成邊界外送與壓降的具體要求，在進行節(jié)能改造時，要對葉輪的各項等級進行適時關(guān)注，對數(shù)據(jù)指標較模糊的葉輪等級進行及時拆卸，透過對葉輪的合理組裝，有效增強精制柴油泵的使用效果。
從改造前后的數(shù)據(jù)上看，改造前，三級葉輪的外徑分別為262、363、363mm；而在改造后，其對應(yīng)的外徑值則為262、0、363mm。在三項外徑數(shù)值中，只有中間項因拆卸而數(shù)據(jù)為0，其余兩項保持不變，關(guān)死點壓力由此前的3.1MPa降低到1.9MPa，電流也出現(xiàn)了極大縮減，從29A下降到19A，出口閘閥大約開度值則有了較明顯的提升，由10%上升至100%。
也就是說，精制柴油泵在經(jīng)過了適宜的葉輪改造后，其節(jié)能效果較為明顯。值得一提的是，在完成精制柴油泵的節(jié)能改造后，泵內(nèi)部的出口閘閥可全部處在放開狀態(tài)，可借助后路來控制閥門的具體流量，再加上后路設(shè)計靜壓力值超出關(guān)死點壓力，可說明精制柴油泵的整體運轉(zhuǎn)較佳。
在完成該項節(jié)能改造工作后，對該設(shè)備進行試運行，并在試運行期間及時觀察內(nèi)部系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，基于其并未出現(xiàn)泄漏憋壓等不良現(xiàn)象，說明該改造方案可行，效果較好。
3.1.4 合理控制閥門運行
一方面，在完成精制柴油泵內(nèi)部葉輪的合理改造后，技術(shù)人員需及時控制葉輪運行狀態(tài)。比如，及時檢查靜設(shè)備內(nèi)設(shè)計壓力與關(guān)死點揚程值，在確認兩者數(shù)值相仿，且堵漏此前葉輪存在的薄弱點后，可有效控制流量操作，并及時檢查熱交換器的整體運行狀態(tài)，在未出現(xiàn)密封面冒煙或熱交換器憋壓情況下才能正常使用精制柴油泵。
同時，技術(shù)人員在改造葉輪過程中，不應(yīng)將泵出口閘閥看作節(jié)流閥，合理控制閥門可能出現(xiàn)的損傷，及時解決閥門運行時出現(xiàn)的各項問題，科學(xué)控制閥門運行狀態(tài)。
另一方面，在控制閥門正常運行期間，技術(shù)人員應(yīng)定期檢查機泵的運行狀態(tài)，利用科學(xué)手段消除泵內(nèi)部的安全隱患，切實改善閥門可能產(chǎn)生的內(nèi)漏狀態(tài)，并及時檢修維護精制柴油泵。
值得一提的是，在完成精制柴油泵的內(nèi)部試運行后，相關(guān)人員應(yīng)確保閥門的使用狀態(tài)，及時檢查該設(shè)備內(nèi)部存在的各項功能。在確保不同功能都能得到合理使用的情況下，即可完成煉油裝置精制柴油泵的設(shè)計改造，并利用計算公式測算出獲取的生態(tài)效益與經(jīng)濟效益。
3.2 效益發(fā)展狀況
在完成煉油裝置精制柴油泵內(nèi)部裝置的節(jié)能改造后，技術(shù)人員為確保該節(jié)能改造的合理性，在相關(guān)裝置正式使用前開展合適的試運行工作，通過試運行發(fā)現(xiàn)改造效果較佳，根據(jù)該試運行條件來分析節(jié)能改造后獲取的綜合效益。
具體來看，通過對煉油裝置精制柴油泵的試運行，可看出當(dāng)前裝置已完全達到安全與生產(chǎn)的要求，經(jīng)過實際檢測，不僅高效縮減了電量，還帶來了較為顯著的經(jīng)濟效益。比如，泵功率的計算公式為:
P=31/2UIcosφ (2)
式中：cosφ值為功率因數(shù)，數(shù)值為0.88；I為電流(A)；U為電壓(V)；P為泵功率(W)。?
技術(shù)人員可將10A、10000V、0.88代入該公式內(nèi)，可計算出功率節(jié)約數(shù)在152.4kW左右。若在計算每年的經(jīng)濟效益時，其具體用電時間設(shè)置成8000h，可看出每年節(jié)電值在121.9萬kW·h，若每耗電1kW·h折合0.88元，可計算出用電成本共節(jié)約83萬元。
此外，在完成經(jīng)濟利潤的計算后，項目管理者還應(yīng)及時檢查精制柴油泵在運行過程中帶去的環(huán)境效益。該設(shè)備在應(yīng)用期間未產(chǎn)生任何污染，周遭環(huán)境得到了極大改善。在該項改造技術(shù)的應(yīng)用下，精制柴油泵的運行變得更為順暢，給該化工企業(yè)帶來了極大的經(jīng)濟效益、綜合效益和環(huán)境效益。
結(jié)語
綜上所述，在改造煉油裝置精制柴油泵內(nèi)部系統(tǒng)的過程中，技術(shù)人員應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)各裝置使用時出現(xiàn)的各項問題，在查明產(chǎn)生的原因后，采取針對性舉措加強該結(jié)構(gòu)。在完成節(jié)能改造后，為確保運行的科學(xué)性、合理性，還要開展試運行工作，以增進化工企業(yè)的經(jīng)濟效益。
參考文獻：
[1]王文靜，李新，姜海英.催化分餾塔中段柴油泵入口堵塞物分析及措施[J].遼寧化工，2021，50(10):1568-1571.
[2]馬文禮，楊勇輝，馬龍，等.加氫裝置柴油泵密封失效分析與改進措施[J].水泵技術(shù)，2020(2):50-52.
[3]陳景林.某型載貨車發(fā)動機軌壓高分析改進[J].重型汽車，2019(4):21-23.
[4]朱大偉，翟永斌，高光輝，等.焦爐煤氣燃氣輪機啟動欠速的故障處理[J].燃氣輪機技術(shù)，2019，32(2):59-62.
