杜磊 侯嘉越

摘要：在煉油化工裝置中，存在許多有毒、有害、易燃、易爆介質(zhì)，如液態(tài)烴、甲醇、丙烯、丙烷等，機(jī)泵輸送此類介質(zhì)對(duì)密封要求較高，按照現(xiàn)代的管理要求，不允許泄露，采用雙重機(jī)械密封則可以滿足大部分生產(chǎn)需要，本文通對(duì)氣分原料泵的雙重密封改造，使大家進(jìn)一步了解雙重機(jī)械密封改造的必要性。

關(guān)鍵詞：密封;雙重機(jī)械;介質(zhì)

1 裝置及設(shè)備概況及改造目的

1.1裝置及設(shè)備概況

氣體分餾裝置是利用液態(tài)烴中各組分之間相對(duì)揮發(fā)度的不同將液態(tài)烴中的輕重組分得到較高程度的分離，最終塔頂?shù)玫捷p組分、塔底得到重組分的裝置。氣分原料泵是將原料罐中的液態(tài)烴輸送至脫丙烷塔，為氣體分餾提供原料，是氣分裝置的重要設(shè)備，機(jī)泵入口壓力為：0.93MPa，出口壓力：2.7MPa，操作溫度：40℃，揚(yáng)程：350m，轉(zhuǎn)速：9817r/min，額定電壓：380V，額定電流：99A，額定功率：55KW。

1.2設(shè)備改造目的

氣分裝置原料泵在改造前處于單密封運(yùn)行狀態(tài)，在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)泵密封發(fā)生泄露，則會(huì)直接將液態(tài)烴泄露至周圍環(huán)境中，泄漏量小，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響，導(dǎo)致VOC排量超標(biāo);泄漏量過(guò)大時(shí)，容易引起火災(zāi)、爆炸等情況發(fā)生，隨著國(guó)家對(duì)化工企業(yè)的安全環(huán)保要求日趨嚴(yán)峻，對(duì)機(jī)泵的要求也越來(lái)越高，而雙機(jī)械密封可以在一級(jí)密封失效時(shí)，二級(jí)密封仍可以起到密封作用，防止泄露發(fā)生。

2 設(shè)備參數(shù)及改造內(nèi)容

2.1設(shè)備參數(shù)

2.2 改造方案及具體內(nèi)容

2.1改造方案

氣分原料泵在機(jī)械密封改造過(guò)程中，選用了三套改造方案（API682 Plan11、API682 Plan21、API682 Plan52），而前兩次在改造完成后的試運(yùn)行階段都出現(xiàn)了密封泄露，虹吸罐壓力明顯升高的情況，所以在第三次改造時(shí)，機(jī)械密封廠家結(jié)合機(jī)泵測(cè)繪圖紙和使用工況，重新設(shè)計(jì)了更適合現(xiàn)場(chǎng)使用的方案。

2.2 方案具體內(nèi)容

2.2.1 氣分原料泵首次改造

氣分裝置原料泵為高速機(jī)泵，首次對(duì)機(jī)泵進(jìn)行雙密封改造為2012年由四川日機(jī)公司進(jìn)行，該公司根據(jù)技術(shù)參數(shù)及工況特點(diǎn)，按照API682 3rd選定沖洗的方案為：Plan11+52，Plan21+52;密封結(jié)構(gòu)為：串聯(lián)式小彈簧機(jī)械密封（2CW-CW）結(jié)構(gòu)，所設(shè)計(jì)密封為集裝式結(jié)構(gòu)。CMG2-12、CMG2-20型儲(chǔ)罐為本次雙機(jī)械密封輔助系統(tǒng)的主要元件，其作用是儲(chǔ)存緩沖/隔離液，導(dǎo)出由緩沖/隔離液傳遞出密封端面摩擦產(chǎn)生的和密封腔的熱量，為雙密封提供緩沖/隔離液，從而改善機(jī)械密封的工作環(huán)境，提高機(jī)械密封的可靠性和使用壽命，擴(kuò)大機(jī)械密封的適用范圍。

2.2.2 氣分原料泵二次改造

在對(duì)機(jī)泵進(jìn)行第二次改造時(shí)由西安永華集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)，該公司選用的方案為Plan52;其方案內(nèi)容為串聯(lián)式機(jī)械密封無(wú)壓的緩沖液通過(guò)儲(chǔ)液罐，由集成式密封內(nèi)的泵送環(huán)提供循環(huán)動(dòng)力，主要應(yīng)用在易汽化，閃蒸烴類及危險(xiǎn)有毒有害的機(jī)泵中。儲(chǔ)液罐內(nèi)加注46#潤(rùn)滑油作為緩沖液，緩沖液壓力為常壓，如介質(zhì)側(cè)密封泄漏直接進(jìn)入大氣側(cè)密封，使儲(chǔ)液罐內(nèi)壓力升高。密封泄漏情況可通過(guò)儲(chǔ)液罐上的液位線所示液位情況進(jìn)行判斷。壓力開關(guān)設(shè)定高壓報(bào)警，報(bào)警值常用：0.1MPa。

氣分裝置原料泵分別由四川日機(jī)公司和線永華公司使用不同方案進(jìn)行兩次改造，在機(jī)泵運(yùn)行一段時(shí)間后，儲(chǔ)液罐都發(fā)生了壓力升高的現(xiàn)象，說(shuō)明兩次改造都存在密封泄露問題。

2.2.3 氣分原料泵三次改造

從2012年至今，氣分裝置原料泵都處在單機(jī)械密封運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)存在機(jī)油泄露，機(jī)泵附近介質(zhì)氣味較大，VOC排放量超標(biāo)，嚴(yán)重影響了裝置安全生產(chǎn)和煉廠環(huán)保壓力，為保障機(jī)泵安全運(yùn)行，2019年6月，由丹東克隆集團(tuán)對(duì)該泵進(jìn)行第三次改造，公司結(jié)合機(jī)泵測(cè)繪圖紙和使用工況，設(shè)計(jì)了更適合現(xiàn)場(chǎng)使用的設(shè)計(jì)方案，方案中所有金屬材質(zhì)都選用了316L，避免了介質(zhì)對(duì)金屬材質(zhì)的腐蝕造成的泄露;機(jī)械密封的石墨端面均采用日本東洋碳素進(jìn)口石墨環(huán)，該石墨環(huán)密度較高，耐高溫，耐磨，耐腐蝕，避免了因介質(zhì)腐蝕和高速運(yùn)轉(zhuǎn)而造成的端面磨損現(xiàn)象;輔助密封圈全部采用了美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的全氟醚材質(zhì)膠圈，耐高溫和耐腐蝕性能更加能滿足現(xiàn)場(chǎng)工況;原設(shè)備軸套配及壓蓋全部由丹東克隆公司設(shè)計(jì)制造，在安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)原有增速箱和密封盤之間同心度相差80絲（0.8mm），于是將增速箱做了更換，保證了現(xiàn)場(chǎng)的安裝精度及壓縮量的準(zhǔn)確。在機(jī)泵運(yùn)行24小時(shí)后現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)液罐壓力達(dá)到0.6MPa，介質(zhì)側(cè)密封泄露，沒達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，其原因是由于美國(guó)杜邦全氟醚膠圈的耐高溫和耐腐蝕性能雖然可靠，但該膠圈材質(zhì)相對(duì)較軟，抗壓性能不穩(wěn)定，介質(zhì)側(cè)輔助密封圈有輕微變形，2019年7月通過(guò)技術(shù)攻關(guān)后，輔助密封圈改用為（HSD90）抗暴氟橡膠材質(zhì)，并對(duì)機(jī)封端面的壓縮比進(jìn)行了重新計(jì)算，2019年10月進(jìn)行第二次安裝，連續(xù)運(yùn)行一周后機(jī)泵無(wú)機(jī)油泄露，儲(chǔ)油罐壓力為零，現(xiàn)場(chǎng)VOC排放量達(dá)標(biāo)，確保了裝置的安全生產(chǎn)，解決了環(huán)保壓力。

3 維護(hù)建議

機(jī)泵運(yùn)行期間要仔細(xì)儲(chǔ)液罐液位是否下降，如果液位下降迅速，則證明機(jī)械密封泄露，需要及時(shí)進(jìn)行修理或更換密封;連接口出現(xiàn)漏點(diǎn)導(dǎo)致儲(chǔ)液罐液位低時(shí)，要注意在加注潤(rùn)滑油時(shí)排空罐體內(nèi)空氣，加注完畢后觀察各是否有油滲出，并需要及時(shí)消除漏點(diǎn);對(duì)儲(chǔ)液罐液位上升的機(jī)泵作為重點(diǎn)觀察對(duì)象，接近高報(bào)液位時(shí)，要通過(guò)排液口排出罐體內(nèi)密封油和介質(zhì)的混合體，添加密封油補(bǔ)充到設(shè)定的液位線。

4 結(jié)論

雙機(jī)械密封的改造廣泛應(yīng)用于石油化工企業(yè)，其優(yōu)點(diǎn)明顯，可以解決大部分高危機(jī)泵的安全及環(huán)保問題。氣分裝置原料泵通過(guò)三次改造后，找到了密封失效的主要原因是由于機(jī)械密封方案選取，密封圈選材以及密封盤和增速箱間隙存在的細(xì)小差別，所以在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)結(jié)合機(jī)泵測(cè)繪圖紙和使用工況，對(duì)機(jī)械密封方案，設(shè)備情況及配件進(jìn)行精細(xì)處理，解決機(jī)泵問題。氣分原料泵雙機(jī)械密封的改造對(duì)其他高危泵的改造具有積極的指導(dǎo)意義。