加氫裝置投入式液位計軸位移偏大原因分析及處理

摘 要：石油化工行業(yè)加氫裝置由于反應器操作壓力較高，所以多選用多級高壓離心投入式液位計來為整套裝置提供進料。文章介紹了投入式液位計的使用背景、具體參數(shù)、電機單試情況，分析了運行過程中出現(xiàn)的問題以及出現(xiàn)的原因，#終通過現(xiàn)場排查，確定了故障原因以及處理方案，從而順利解決問題。

在化工生產(chǎn)中，常常需要將流體沿管路輸送至另一個地方，而離心投入式液位計便是輸送流體的常用設備 [1] 。隨著石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，石化裝置逐漸趨向于大型化，大型高壓離心投入式液位計被越來越多地應用在石化行業(yè)的各個裝置 [3] 。這種結(jié)構(gòu)的投入式液位計具有輸送介質(zhì)流量大而單級壓升不太高的特點 [2] 。加氫裝置中的投入式液位計就是多級高壓離心投入式液位計。投入式液位計的長時間安全、穩(wěn)定運行對于整套裝置持續(xù)的安全、平穩(wěn)生產(chǎn)至關(guān)重要。

1 設備概況

中海油惠州石化有限公司260萬t/年蠟油加氫裝置，采用杜邦的DuPont IsoTherming全液相加氫處理技術(shù)，在蠟油被送入催化裝置之前，對其進行處理。此裝置為國內(nèi)shou次DuPontIsoTherming全液相加氫處理技術(shù)在蠟油加氫裝置中的應用，裝置投入式液位計由蘇爾壽投入式液位計業(yè)有限公司制造，部分設計參數(shù)如表1所示。

2 運行中出現(xiàn)的問題及原因分析

260萬t/年蠟油加氫裝置開工之后，投入式液位計一直處于運行狀態(tài)。在連續(xù)運行一周時現(xiàn)場巡檢發(fā)現(xiàn)投入式液位計與電機聯(lián)軸器處，軸向竄動偏大。原因分析如下：

（1）軸向竄動歸根結(jié)底是由于軸向力的不平衡造成的一種故障現(xiàn)象，而多級投入式液位計平衡管的設計便是用來平衡投入式液位計的軸向力的，shou先懷疑是否是因為平衡管的堵塞而造成軸向竄動偏大。現(xiàn)場測量平衡管各處溫度后發(fā)現(xiàn)平衡管shou尾并不存在溫差，且使用聽針能聽到平衡管內(nèi)有介質(zhì)流動的聲音，故可以確定平衡管不存在堵塞現(xiàn)象。

（2）投入式液位計為多級投入式液位計，出口壓力高達19MPa，懷疑是否是因為工藝條件限制出口調(diào)節(jié)閥開度過小而造成了憋壓，進而造成軸向力的不平衡而導致的軸向竄動偏大。

通知內(nèi)操開大進料調(diào)節(jié)閥開度，來釋放出口壓力。進料流量由原來的220t/h增大到230t/h。軸向竄動現(xiàn)象并未消失，故可以確定并不是出口憋壓造成的軸向竄動偏大。

（3）對比軸向竄動幅度與投入式液位計非驅(qū)動端軸位移檢測儀表數(shù)據(jù)之后發(fā)現(xiàn)，軸位移儀表數(shù)據(jù)并未有較大程度的波動。故懷疑是否是電機問題造成的軸向竄動偏大現(xiàn)象，停投入式液位計之后拆除聯(lián)軸器對電機進行單試。

單試過程中發(fā)現(xiàn)，電機在無載荷情況下運轉(zhuǎn)時并未出現(xiàn)較大幅度的竄動。而值得注意的一個現(xiàn)象是在拆除聯(lián)軸器后，啟動電機一瞬間電機轉(zhuǎn)子向電機非驅(qū)動端移動了較大一段距離,，故懷疑是否是安裝問題造成軸向竄動偏大。

（4）在電機單試重新找準磁力中心線之后，對投入式液位計的安裝數(shù)據(jù)進行復查。發(fā)現(xiàn)投入式液位計對中數(shù)據(jù)合格，對中數(shù)據(jù)如表2所示。測量對輪距為253.2mm查閱出廠資料顯示對輪距設計值為250mm，而聯(lián)軸器長度實測值也為250mm。聯(lián)軸器測量如圖1所示。

3 故障原因描述

在投入式液位計安裝過程中并未對對輪間距進行核查，造成實際間距值與設計值存在3.2mm的誤差。安裝聯(lián)軸器時3.2mm的誤差肉眼很難察覺，這樣強行安裝聯(lián)軸器將投入式液位計軸與電機軸連接在一起造成的結(jié)果是電機轉(zhuǎn)子被拖離了原本找準的磁力中心線位置。當投入式液位計運行起來后，電機轉(zhuǎn)子和定子之間形成的磁場會嘗試再次將轉(zhuǎn)子拉回正確的位置，而投入式液位計非驅(qū)動端的止推軸承允許的位移有限，不能滿足這么大的位移。電機側(cè)的拉力一直存在，會一次又一次的嘗試將轉(zhuǎn)子拉回磁力中心線位置，而投入式液位計側(cè)位移量又不允許這么大的位移，這樣拉扯中就造成了軸向力的不平衡，表現(xiàn)出來的現(xiàn)象即為軸向竄動偏大。

4 處理方案及處理效果

確定了故障原因為安裝中對輪距偏大之后，只需要調(diào)整對輪距至設計值即可。

（1）方案1：將投入式液位計體向電機側(cè)移動3.2mm或?qū)㈦姍C向投入式液位計側(cè)移動3.2mm。此方案理論可行，但實際操作中難度較大，由于投入式液位計出入口管線（DN250、DN300）已經(jīng)無應力配管完成，如果移動投入式液位計體，投入式液位計出入口管線便會存在較大應力，不利于投入式液位計長久平穩(wěn)運行。而移動電機定子也需要重新調(diào)整電機冷卻水管線（DN150），施工量和施工難度均較大，故不選此方案。投入式液位計示意圖如圖2所示。

（2）方案2：在聯(lián)軸器兩側(cè)各加裝一個1.6mm墊片。整改方法見圖1聯(lián)軸器圖。此方案施工量小成本低投入式液位計檢修時間短，只需要定做聯(lián)軸器墊片回裝即可，故選此方案。在拆除投入式液位計聯(lián)軸器后，對電機進行了單試重新找準磁力中心線。復查了對中數(shù)據(jù)和對輪距，按方案2的方法處理后，重新試運投入式液位計，故障現(xiàn)象消失，投入式液位計各項運行數(shù)據(jù)正常。

5 結(jié)語

此次設備故障為多己秒心投入式液位計常見故障，但故障原因卻不常見。通過此次設備問題的發(fā)現(xiàn)和處理，使技術(shù)人員和操作人員積累了寶貴經(jīng)驗，為投入式液位計的長時間安全、穩(wěn)定運行和裝置持續(xù)的安全、平穩(wěn)生產(chǎn)奠定了堅實基礎。同時得出以下總結(jié)：現(xiàn)場安裝、電機單試、油站油運、儀表校對等各個環(huán)節(jié)工作必須按照相關(guān)標準嚴格執(zhí)行，機組運行過程中，密切監(jiān)視各項參數(shù)并做好記錄，以便發(fā)現(xiàn)異常及時應對。