熔體增壓泵頻繁停機(jī)的原因分析及對(duì)策

1、 熔體增壓泵頻繁停機(jī)的原因分析及對(duì)策ZHAO Hualei摘要：通過對(duì)中國石化某分公司長絲裝置熔體增壓泵頻繁停機(jī)的原因進(jìn)行分析，提出了改進(jìn)對(duì)策。運(yùn)行實(shí)踐證明，整改措施取得了良好的效果，保證了長絲裝置的長周期安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞：增壓泵 停機(jī) 原因分析 對(duì)策1 概況中國石化某分公司長絲裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)量為100kt/a，于2000年9月正式開工投產(chǎn)。原料采用聚酯裝置CP2線的聚酯熔體，“熔融法直紡”工藝，即聚酯CP2線終聚釜生產(chǎn)出的聚酯熔體經(jīng)加壓后直接作為原料送到長絲前紡，再由增壓泵二次加壓后進(jìn)行噴絲生產(chǎn)；其余少部分熔體由切粒機(jī)切粒，切片送到切片料倉進(jìn)行打包處理。具體工藝流程見圖1。 2262-R0122

2、72-H04ABB切粒機(jī)A切粒機(jī)1272-P011272-P021272-P032272-F 012271-P01四通閥三通閥 終聚釜 熔體泵 熔體過濾器 熔體冷卻器 圖1 長絲增壓泵相關(guān)工藝流程圖長絲增壓泵共有三臺(tái)，工藝位號(hào)分別是1272-P01，1272-P02，1272-P03，P01泵為POY線增壓，后兩臺(tái)分別為FDY-2和FDY-1線增壓，一旦停機(jī)將造成相關(guān)生產(chǎn)線大面積停車。因此增壓泵的安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)長絲裝置的生產(chǎn)至關(guān)重要。但自2002年3月底至5月初短短40天時(shí)間內(nèi)，長絲裝置3臺(tái)增壓泵同時(shí)停機(jī)達(dá)4次之多，平均每10天一次，每次均造成長絲裝置全線停車，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了

3、該裝置的長周期安全生產(chǎn)，必須認(rèn)真分析停機(jī)原因，及早加以解決。2 頻繁停機(jī)的原因長絲3臺(tái)增壓泵均為齒輪泵，為了節(jié)能，轉(zhuǎn)速控制采用變頻調(diào)速技術(shù)，泵的工作原理與聚酯熔體泵1271/2271-P01相同。可能導(dǎo)致其停機(jī)的因素有：（1） 電氣故障，如停電或變頻器故障等；（2） 機(jī)械故障，如齒輪斷裂或泵體損傷等；（3） 儀表自保聯(lián)鎖，主要聯(lián)鎖條件為：(a) 泵體溫度低低報(bào)不能開機(jī)，設(shè)定值 340；(b) 泵后出口壓力超高停，高高報(bào)設(shè)定值27.5MPa；(c) 泵前入口壓力低低停，低低報(bào)設(shè)定值1.0MPa,其中P02為3.0MPa。在上述因素中，電源斷電的情況極少發(fā)生，顯然不是導(dǎo)致頻繁停機(jī)的原因。而變頻器自

4、開工以來，未出現(xiàn)過故障現(xiàn)象，表明運(yùn)行狀況良好。對(duì)于機(jī)械方面，考慮到增壓泵為新設(shè)備，尚未有損壞現(xiàn)象，也可以排除。從儀表聯(lián)鎖角度來看，溫度低低聯(lián)鎖僅是開機(jī)條件；泵后壓力高高聯(lián)鎖到目前為止未發(fā)生過。因此，查找、分析引起泵的入口壓力低低停聯(lián)鎖的原因是解決問題的關(guān)鍵。根據(jù)最近幾次停機(jī)的原因，結(jié)合儀表自保聯(lián)鎖設(shè)計(jì)情況綜合分析，頻繁停機(jī)的原因主要是：（1）增壓泵測速探頭假指示。為了說明這個(gè)問題，此處簡單介紹一下CP2線與長絲之間的負(fù)荷控制回路FIC26732。其控制原理是通過調(diào)節(jié)兩臺(tái)切粒機(jī)計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速，來平衡CP2線3臺(tái)增壓泵和2臺(tái)切粒機(jī)的總負(fù)荷變化，目的是盡可能減少熔體放流現(xiàn)象的發(fā)生。具體控制原理框圖見圖

5、2。 INPUT F I C OUTPUT 2 6 7 3 2 FY26731 SP SP SIC23705SIC23605KY26730KY26720KY26710 KY23605KY23705 注：KY26710- P03的負(fù)荷量；KY26720- P02的負(fù)荷量；KY26730- P01的負(fù)荷量；KY23605- A切粒機(jī)的負(fù)荷量；KY23705- B切粒機(jī)的負(fù)荷量 圖2 CP2線負(fù)荷控制回路原理框圖其中各設(shè)備的負(fù)荷量是由其轉(zhuǎn)速計(jì)算得出的數(shù)值。從具體的PID參數(shù)可知，F(xiàn)IC26732的K=1.5,T1=3(S)，可見其積分調(diào)節(jié)效應(yīng)是相當(dāng)強(qiáng)烈的。平時(shí)切粒機(jī)處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，相當(dāng)于待命狀態(tài)，一

6、旦某臺(tái)增壓泵停機(jī)，總負(fù)荷的變化要求調(diào)節(jié)器輸出迅速加大切粒機(jī)計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于把負(fù)荷轉(zhuǎn)移至切粒機(jī)處理。假如增壓泵轉(zhuǎn)速探頭出現(xiàn)很低的假指示，必然會(huì)使切粒機(jī)急劇提升負(fù)荷，反而使增壓泵前壓力低于聯(lián)鎖值導(dǎo)致停機(jī)發(fā)生。4月11日的停機(jī)事故正是由于1272-P01轉(zhuǎn)速探頭假指示所致。當(dāng)時(shí)P01的轉(zhuǎn)速指示突然由正常的25r/m降到5r/m左右。（2）增壓泵入口壓力表檢測故障，產(chǎn)生假信號(hào)。泵前壓力表檢測到的壓力值如果不可靠，出現(xiàn)小于低低報(bào)聯(lián)鎖值的情況，將直接導(dǎo)致停機(jī)事故的發(fā)生。增壓泵正常生產(chǎn)時(shí)其入口壓力應(yīng)在6.0MPa左右，但目前P01泵正常生產(chǎn)時(shí)的入口壓力檢測指示仍在1.4Mpa(其余P02、P03泵入口壓

7、力均在6.0Mpa左右),表明前段時(shí)期內(nèi)，其指示并不可靠。由于熔體管道高溫高壓，連續(xù)生產(chǎn)情況下，壓力探頭無法取出維修和更換，經(jīng)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的批準(zhǔn)，現(xiàn)暫時(shí)摘掉了其入口低低報(bào)警聯(lián)鎖自保。（3）聯(lián)鎖自保設(shè)計(jì)不當(dāng)。長絲增壓泵是在聚酯開工后設(shè)計(jì)單位才在DCS增加的聯(lián)鎖自保項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)存在下面兩個(gè)缺陷：（a）3臺(tái)泵的入口壓力低低報(bào)聯(lián)鎖設(shè)定值不一樣。P01、P03為1.0MPa,而P02為3.0MPa。P02的聯(lián)鎖設(shè)定值明顯偏高，當(dāng)負(fù)荷控制回路起作用時(shí)，將會(huì)引起瞬時(shí)巨大壓力波動(dòng)，壓力設(shè)定值偏高，很容易引起聯(lián)鎖動(dòng)作，不利于保持連續(xù)性的生產(chǎn)。這一點(diǎn)已在4月份的第2次停機(jī)中得到了驗(yàn)證。（b）低低報(bào)聯(lián)鎖停機(jī)信號(hào)沒有時(shí)延

8、。這是造成增壓泵頻繁停機(jī)的最終原因之一。對(duì)泵的入口壓力低聯(lián)鎖進(jìn)行延時(shí)判斷，是自動(dòng)控制中對(duì)泵的常規(guī)做法。目的是盡可能減少由于短時(shí)間壓力波動(dòng)造成停機(jī)的發(fā)生，保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。另外低低報(bào)聯(lián)鎖的目的在于避免設(shè)備空轉(zhuǎn)，保護(hù)設(shè)備。而在聚酯熔體泵出現(xiàn)大的壓力降甚至停機(jī)后的35分鐘內(nèi)，管道內(nèi)仍有大量的熔體存在，不會(huì)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象。因此，壓力低低報(bào)警瞬時(shí)停機(jī)在此處顯得十分不和理。3.改進(jìn)對(duì)策從最近幾次事故原因分析可知，每次停機(jī)往往是上述因素綜合作用的結(jié)果，因此也應(yīng)采取綜合性的整改措施，避免增壓泵意外停機(jī)事故再次發(fā)生。（1）更換P01增壓泵轉(zhuǎn)速檢測儀表和泵的入口壓力探頭，避免假信號(hào)的干擾。加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵部位儀表的巡檢

9、、維護(hù)力度,對(duì)類似切粒機(jī)、增壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的溫度、壓力、信號(hào)的檢測，要保證其現(xiàn)場儀表高度可靠、完好。要求在每次停工檢修時(shí)及時(shí)校驗(yàn)或更換，避免出現(xiàn)假指示。（2）增加壓力低低報(bào)聯(lián)鎖時(shí)延。目前，在3臺(tái)增壓泵的聯(lián)鎖邏輯中均加入了3分鐘的時(shí)間延遲，只有低低報(bào)警超過3分鐘才會(huì)出現(xiàn)停機(jī)。這樣，即使聚酯裝置的熔體泵2271-P01出現(xiàn)短暫的停機(jī)也不會(huì)影響長絲增壓泵的運(yùn)行，最大可能保證長絲生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。（3）修改聯(lián)鎖設(shè)定值，使3臺(tái)泵一致。因?yàn)閺奈锢韰?shù)來看，長絲前紡的3臺(tái)增壓泵完全一樣，沒必要設(shè)定不同的入口壓力低低報(bào)警聯(lián)鎖值，為減少停機(jī)發(fā)生的幾率，現(xiàn)將3臺(tái)泵的低低報(bào)聯(lián)鎖值全部設(shè)定為1.0MPa。4.結(jié)束語 上

10、述幾項(xiàng)整改措施除除了P01泵前壓力探頭無法更換外，其他改進(jìn)措施已于2002年5月付諸實(shí)施，在2003年5月的大檢修中使用新Dynisco壓力探頭換掉了P01泵入口壓力檢測表。從實(shí)施后的運(yùn)行效果看，自2002年5月至今，沒有因?yàn)樯鲜鲈蛟俅纬霈F(xiàn)意外停機(jī)事故，表明上述改進(jìn)已經(jīng)取得了較好的效果，保證了長絲裝置長周期安全運(yùn)行。 Causes Analysis of Frequent Trip of Melt Booster Pump and its Countermeasures ZHAO Hua-leiAbstract: Through analyzing the reasons of frequent trip of melt booster pump in polyester filament unit of Sinopec Luoyang branch corporation ,the countermeasures were presented.The practical running results show that these measures have be