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齊浩　李艷松

摘　要：2011年大檢修前，油漿泵P1209在運行過(guò)程中， 曾多次因機械密封失效而造成停泵緊急搶修，本文分析了運行工況對密封件壽命的影響，并對機械密封的結構和運行環(huán)境作了相應的改善，降低了機泵檢修率，使該泵能長(cháng)周期平穩運行。

關(guān)鍵詞：油漿泵；機械密封；沖洗方案；失效；分析；措施

P1209為2#催化裂化裝置油漿泵，泵型號為300ZPY650NL，懸臂式單級離心泵，電機型號為YB450S2-4W，功率355KW，電壓6000V，主要作用是為分餾塔T1201底油漿循環(huán)及外甩提供動(dòng)力。

1　原密封結構形式及輔助系統

1.1 原密封結構形式

機封此前采用的波紋管是雙波波紋管，一般情況下，雙波波紋管應用于高壓，在P1209A/C上，可能存在載荷系數的問(wèn)題，廠(chǎng)家專(zhuān)門(mén)針對此問(wèn)題設計了新波紋管并使用，原機械密封形式為波紋管集裝式機械密封，該機封靜環(huán)材質(zhì)為碳化硅（SiC），動(dòng)環(huán)材質(zhì)為石墨，動(dòng)環(huán)輔助密封圈材質(zhì)為柔性石墨，其余各材料為不銹鋼。

1.2 原機械密封的輔助系統

該泵的機械密封采用外沖洗方案（Plan32），沖洗液（≤80℃柴油，沖洗液壓力為0.3Mpa左右）經(jīng)機封壓蓋進(jìn)入密封腔，對著(zhù)密封端面沖洗，帶走摩擦熱，隔斷油漿進(jìn)入密封腔，改善端面摩擦狀態(tài)。該泵的輔助沖洗方案為Plan62，蒸汽消耗量為2.5m³/h。

2　P1209原密封形式及沖洗方案多次出現問(wèn)題的原因分析和措施

2.1機械密封的改造

P1209改造前多次出現機械密封泄漏而造成停泵搶修，通過(guò)檢查損壞機封密封面，發(fā)現機封密封環(huán)為石墨環(huán)，檢查石墨環(huán)發(fā)現有魚(yú)尾紋和點(diǎn)脫離，說(shuō)明有氣蝕產(chǎn)生，同時(shí)催化劑顆粒有可能進(jìn)入，因此該機泵機械密封失效的主要原因為磨料（主要為催化劑顆粒）磨損。磨料顆粒尺寸為0.3～3μm時(shí)，磨損嚴重。針對磨料磨損，防止外來(lái)磨料進(jìn)入密封和從密封流體中分離出固體磨粒是非常重要的措施。此外，正確選用耐磨材料和采用硬-硬材料組合也是很有效的措施，例如采用碳化硅浸石墨+硬質(zhì)合金材料，改裝后，問(wèn)題得到了解決。

2.2沖洗方案改為Plan32+53B

2.2.1 Plan32方案改進(jìn)措施

Plan32方案（如圖一）是采用溫度、壓力、粘度適宜的清潔封油從外部引入介質(zhì)側密封腔，可降低密封腔的溫度，帶走密封的摩擦熱，同時(shí)使密封腔保持清潔，為密封提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，延長(cháng)密封使用壽命，與我裝置P1209以前使用的機封形式相同。不過(guò)沖洗通道要在外界沖洗系統不變的情況下，將沖洗通道孔徑由原Φ5擴大至Φ8。一方面沖洗液不致于流速過(guò)大，使磨擦副受到侵蝕磨損；另一方面可使沖洗液流動(dòng)更暢通，避免催化劑顆粒粘結堵塞通道，及時(shí)帶走摩擦熱，防止端面過(guò)熱。改變封油壓力，將沖洗液壓力提高至0.5Mpa，使沖洗液與油漿壓差維持在0.2-0.3Mpa。這樣沖洗液在入口壓力波動(dòng)情況下依然能進(jìn)入密封腔中，隔斷油漿進(jìn)入密封腔，冷卻摩擦副，改善運行工況。

2.2.2 由Plan62方案改為Plan53B方案

Plan53B是在介質(zhì)側密封后再串聯(lián)一套密封，介質(zhì)側密封和大氣側密封間形成一個(gè)密封腔，外部設有蓄能器加壓，管路中設冷卻器，其壓力高于介質(zhì)側密封腔，裝入常溫、與泵送介質(zhì)相融的無(wú)毒無(wú)害的清潔白油，介質(zhì)側密封的作用是防止白油進(jìn)入到密封腔，密封腔內有泵效環(huán)對白油進(jìn)行循環(huán)、冷卻，白油系統中配置壓力開(kāi)關(guān)、壓力表和溫度計，對密封運行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，安全可靠。當介質(zhì)側或大氣側密封失效時(shí)，系統中的壓力降低，壓力開(kāi)關(guān)報警。

若泵送介質(zhì)粘度高、有磨蝕性顆粒，當工藝波動(dòng)導致Plan32的封油沖不到密封腔時(shí)，密封腔中的介質(zhì)將是泵送介質(zhì)，細小的磨蝕性顆粒將進(jìn)入介質(zhì)側密封面，加大密封的泄漏直至密封損壞。為防止上述現象發(fā)生，需要使用Plan53B，為此P1209A/C選用Plan53B。當內側密封失效，低液位開(kāi)關(guān)報警，低報壓力開(kāi)關(guān)報警，壓力表顯示值與泵腔介質(zhì)壓力接近一致；當外側密封失效，低液位開(kāi)關(guān)報警，低報壓力開(kāi)關(guān)報警，壓力表顯示值低于泵腔介質(zhì)壓力值。實(shí)時(shí)報警性強，為密封提供了二次保護，安全系數更高。

密封系統的日常維護：

（1）該機泵操作應該注意白油罐壓力，機泵正常運行時(shí)，壓力在0.55-0.7MPa之間，若低于0.5MPa，結合趨勢圖，較短時(shí)間內下降即可判斷為密封內漏或密封外漏，現場(chǎng)檢查可進(jìn)一步確認問(wèn)題出處。

（2）正常開(kāi)泵除熱泵一般需注意問(wèn)題外，還需注意檢查Plan53B系統是否正常，檢查白油壓力在正常范圍0.55-0.7MPa內，封油壓力在0.3-0.5MPa內，封油流量合適，檢查密封系統無(wú)外漏，各閥位正常。

（3）若P1209A/C長(cháng)期運行導致白油罐壓力緩慢下降后，應補充白油：開(kāi)手搖補液泵出管線(xiàn)小手閥，向補液泵油箱內加油并補壓，期間注意可短時(shí)內略微開(kāi)白油罐頂放空閥排放，以放除白油罐內空氣，至罐內壓力在正常范圍0.55-0.7MPa之間停止，關(guān)閉補液泵出管線(xiàn)小手閥，補液完成。該過(guò)程注意避免空泵補液，以避免空氣壓入白油系統。若P1209A/C檢修需泄放密封系統壓力時(shí)，注意關(guān)閉蓄能器去白油罐手閥，以保持蓄能器內壓力，避免空氣進(jìn)入。

（4）日常巡檢注意機封溫度不高于85℃，白油回油溫度不高于75℃，白油冷卻良好，白油罐壓力在正常范圍內，機封無(wú)泄露，機泵振動(dòng)、溫度正常。

3　效果及結論

3.1效果

改造前該機泵有效運行時(shí)間僅為15天左右。運行一個(gè)月，短僅為一個(gè)星期的時(shí)間。此次改造后，連續運行累積可達7500小時(shí)。期間經(jīng)過(guò)長(cháng)周期高負荷運行和頻繁的切換運行而無(wú)泄漏故障，可見(jiàn)，此次改造措施大大延長(cháng)了機封的使用壽命。

3.2結論

通過(guò)對本裝置油漿泵運行環(huán)境的分析和對已損壞機封部件的觀(guān)察，簡(jiǎn)單了解了造成該泵機械密封頻繁失效的原因，并采取有效的改進(jìn)措施，確保了油漿泵的安全平穩長(cháng)周期運行。

（1）將摩擦副材質(zhì)改為硬質(zhì)合金，即“硬對硬”的形式。增加了摩擦副的耐磨性，避免摩擦副間混入少量雜質(zhì)而受到劃傷損壞；動(dòng)靜環(huán)硬度不同，避免兩者同時(shí)損壞，達到延長(cháng)機械密封使用周期的目的。

（2）在不改變原來(lái)Plan32沖洗方案的前提下，將機封壓蓋上的沖洗孔孔徑適當加大，適當提高封油壓力等，使得催化劑顆粒不易粘結堵塞沖洗通道。

（3）將Plan62沖洗方案改為更適合本裝置油漿泵的Plan53B沖洗方案，它具有實(shí)時(shí)報警性強，提供二次保護，安全系數更高等優(yōu)點(diǎn)。

作者簡(jiǎn)介：

齊浩（出生年1989），性別 男，籍貫（遼寧錦州），學(xué)歷 本科，職稱(chēng) 助理工程師。研究方向：化工設備。

李艷松（出生年1983），性別 男，籍貫（河南開(kāi)封），學(xué)歷 本科，職稱(chēng) 助理工程師。研究方向：化工設備。

來(lái)源：《東方教育》2017年13期

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