加氫裝置投入式液位計(jì)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(yīng)器操作壓力較高，所以多選用多級(jí)高壓離心投入式液位計(jì)來(lái)為整套裝置提供進(jìn)料。文章介紹了投入式液位計(jì)的使用背景、具體參數(shù)、電機(jī)單試情況，分析了運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及出現(xiàn)的原因，#終通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)排查，確定了故障原因以及處理方案，從而順利解決問(wèn)題。

在化工生產(chǎn)中，常常需要將流體沿管路輸送至另一個(gè)地方，而離心投入式液位計(jì)便是輸送流體的常用設(shè)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(jì)被越來(lái)越多地應(yīng)用在石化行業(yè)的各個(gè)裝置 [3] 。這種結(jié)構(gòu)的投入式液位計(jì)具有輸送介質(zhì)流量大而單級(jí)壓升不太高的特點(diǎn) [2] 。加氫裝置中的投入式液位計(jì)就是多級(jí)高壓離心投入式液位計(jì)。投入式液位計(jì)的長(zhǎng)時(shí)間安全、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于整套裝置持續(xù)的安全、平穩(wěn)生產(chǎn)至關(guān)重要。

1 設(shè)備概況

中海油惠州石化有限公司260萬(wàn)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(duì)其進(jìn)行處理。此裝置為國(guó)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(yīng)用，裝置投入式液位計(jì)由蘇爾壽投入式液位計(jì)業(yè)有限公司制造，部分設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及原因分析

260萬(wàn)t/年蠟油加氫裝置開(kāi)工之后，投入式液位計(jì)一直處于運(yùn)行狀態(tài)。在連續(xù)運(yùn)行一周時(shí)現(xiàn)場(chǎng)巡檢發(fā)現(xiàn)投入式液位計(jì)與電機(jī)聯(lián)軸器處，軸向竄動(dòng)偏大。原因分析如下：

（1）軸向竄動(dòng)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(jí)投入式液位計(jì)平衡管的設(shè)計(jì)便是用來(lái)平衡投入式液位計(jì)的軸向力的，shou先懷疑是否是因?yàn)槠胶夤艿亩氯�而造成軸向竄動(dòng)偏大。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(tīng)針能聽(tīng)到平衡管內(nèi)有介質(zhì)流動(dòng)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(jì)為多級(jí)投入式液位計(jì)，出口壓力高達(dá)19MPa，懷疑是否是因?yàn)楣に嚄l件限制出口調(diào)節(jié)閥開(kāi)度過(guò)小而造成了憋壓，進(jìn)而造成軸向力的不平衡而導(dǎo)致的軸向竄動(dòng)偏大。

通知內(nèi)操開(kāi)大進(jìn)料調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，來(lái)釋放出口壓力。進(jìn)料流量由原來(lái)的220t/h增大到230t/h。軸向竄動(dòng)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(dòng)偏大。

（3）對(duì)比軸向竄動(dòng)幅度與投入式液位計(jì)非驅(qū)動(dòng)端軸位移檢測(cè)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(dòng)。故懷疑是否是電機(jī)問(wèn)題造成的軸向竄動(dòng)偏大現(xiàn)象，停投入式液位計(jì)之后拆除聯(lián)軸器對(duì)電機(jī)進(jìn)行單試。

單試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，電機(jī)在無(wú)載荷情況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)并未出現(xiàn)較大幅度的竄動(dòng)。而值得注意的一個(gè)現(xiàn)象是在拆除聯(lián)軸器后，啟動(dòng)電機(jī)一瞬間電機(jī)轉(zhuǎn)子向電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端移動(dòng)了較大一段距離,，故懷疑是否是安裝問(wèn)題造成軸向竄動(dòng)偏大。

（4）在電機(jī)單試重新找準(zhǔn)磁力中心線(xiàn)之后，對(duì)投入式液位計(jì)的安裝數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)查。發(fā)現(xiàn)投入式液位計(jì)對(duì)中數(shù)據(jù)合格，對(duì)中數(shù)據(jù)如表2所示。測(cè)量對(duì)輪距為253.2mm查閱出廠(chǎng)資料顯示對(duì)輪距設(shè)計(jì)值為250mm，而聯(lián)軸器長(zhǎng)度實(shí)測(cè)值也為250mm。聯(lián)軸器測(cè)量如圖1所示。

3 故障原因描述

在投入式液位計(jì)安裝過(guò)程中并未對(duì)對(duì)輪間距進(jìn)行核查，造成實(shí)際間距值與設(shè)計(jì)值存在3.2mm的誤差。安裝聯(lián)軸器時(shí)3.2mm的誤差肉眼很難察覺(jué)，這樣強(qiáng)行安裝聯(lián)軸器將投入式液位計(jì)軸與電機(jī)軸連接在一起造成的結(jié)果是電機(jī)轉(zhuǎn)子被拖離了原本找準(zhǔn)的磁力中心線(xiàn)位置。當(dāng)投入式液位計(jì)運(yùn)行起來(lái)后，電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間形成的磁場(chǎng)會(huì)嘗試再次將轉(zhuǎn)子拉回正確的位置，而投入式液位計(jì)非驅(qū)動(dòng)端的止推軸承允許的位移有限，不能滿(mǎn)足這么大的位移。電機(jī)側(cè)的拉力一直存在，會(huì)一次又一次的嘗試將轉(zhuǎn)子拉回磁力中心線(xiàn)位置，而投入式液位計(jì)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(lái)的現(xiàn)象即為軸向竄動(dòng)偏大。

4 處理方案及處理效果

確定了故障原因?yàn)榘惭b中對(duì)輪距偏大之后，只需要調(diào)整對(duì)輪距至設(shè)計(jì)值即可。

（1）方案1：將投入式液位計(jì)體向電機(jī)側(cè)移動(dòng)3.2mm或?qū)㈦姍C(jī)向投入式液位計(jì)側(cè)移動(dòng)3.2mm。此方案理論可行，但實(shí)際操作中難度較大，由于投入式液位計(jì)出入口管線(xiàn)（DN250、DN300）已經(jīng)無(wú)應(yīng)力配管完成，如果移動(dòng)投入式液位計(jì)體，投入式液位計(jì)出入口管線(xiàn)便會(huì)存在較大應(yīng)力，不利于投入式液位計(jì)長(zhǎng)久平穩(wěn)運(yùn)行。而移動(dòng)電機(jī)定子也需要重新調(diào)整電機(jī)冷卻水管線(xiàn)（DN150），施工量和施工難度均較大，故不選此方案。投入式液位計(jì)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(gè)1.6mm墊片。整改方法見(jiàn)圖1聯(lián)軸器圖。此方案施工量小成本低投入式液位計(jì)檢修時(shí)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(jì)聯(lián)軸器后，對(duì)電機(jī)進(jìn)行了單試重新找準(zhǔn)磁力中心線(xiàn)。復(fù)查了對(duì)中數(shù)據(jù)和對(duì)輪距，按方案2的方法處理后，重新試運(yùn)投入式液位計(jì)，故障現(xiàn)象消失，投入式液位計(jì)各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)正常。

5 結(jié)語(yǔ)

此次設(shè)備故障為多己秒心投入式液位計(jì)常見(jiàn)故障，但故障原因卻不常見(jiàn)。通過(guò)此次設(shè)備問(wèn)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(yàn)，為投入式液位計(jì)的長(zhǎng)時(shí)間安全、穩(wěn)定運(yùn)行和裝置持續(xù)的安全、平穩(wěn)生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)得出以下總結(jié)：現(xiàn)場(chǎng)安裝、電機(jī)單試、油站油運(yùn)、儀表校對(duì)等各個(gè)環(huán)節(jié)工作必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，密切監(jiān)視各項(xiàng)參數(shù)并做好記錄，以便發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)應(yīng)對(duì)。