延長(zhǎng)高壓臥式柱塞泵的運(yùn)行周期

許小平 任聰 張孟（中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化公司，甘肅 蘭州 730060）

8000噸/年C5加氫石油樹(shù)脂裝置加氫反應(yīng)器進(jìn)料泵，其作用是向加氫反應(yīng)器輸送物料，是裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一。泵出口壓力17.7MPa，流量4.6-5.6m3/h，介質(zhì)溫度190℃且粘度很大。目前裝置有立式三柱塞往復(fù)泵和臥式三柱塞往復(fù)泵各一臺(tái)，均為進(jìn)口泵。其中立式往復(fù)泵長(zhǎng)期單臺(tái)運(yùn)行，由于柱塞填料周期性泄漏，每?jī)蓚€(gè)月就將停工檢修一次；臥式三柱塞往復(fù)泵由于密封填料泄漏更為嚴(yán)重從2008年停用至今。

1 泵在使用過(guò)程中存在的問(wèn)題

(1)臥式泵泵頭柱塞填料和單項(xiàng)閥密封處漏量大，有易燃物料和氫氣漏出，影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行，存在安全隱患。

(2)立式泵泵頭柱塞填料密封處漏量大，有易燃物料和氫氣漏出，影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行，存在安全隱患。

針對(duì)以上問(wèn)題，將臥式三柱塞往復(fù)泵作為改造對(duì)象，經(jīng)過(guò)分析填料密封特性，并進(jìn)行多次試驗(yàn)，選擇了填料材料和填料結(jié)構(gòu)，對(duì)泵的柱塞填料密封進(jìn)行了改進(jìn)，達(dá)到兩個(gè)泵互相切換的目的，確保裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。并將改進(jìn)方法推廣于進(jìn)口立式三柱塞往復(fù)泵，延長(zhǎng)其運(yùn)行周期。

2 改造方案的確定

2.1 填料材料的選擇

戈?duì)枺℅FO纖維）盤根是由膨體聚四氟乙烯纖維、石墨和一種耐高溫潤(rùn)滑劑結(jié)合而成。質(zhì)地柔軟，易被擠壓，回彈性好，無(wú)水解作用，摩擦系數(shù)低，但在17Mpa、190℃并且富含C15、C20、Cl-1、OH-1的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中耐久性較差。

成型四角芳綸碳纖維盤根四角采用高強(qiáng)度芳綸纖維，復(fù)合導(dǎo)熱性極強(qiáng)的碳纖維，浸漬PTFE及潤(rùn)滑劑，經(jīng)編織而成，根據(jù)填料函尺寸定制加工成型。具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于高壓部位的密封。

經(jīng)過(guò)比較選擇我們決定用戈?duì)枺℅FO纖維）盤根和四角芳綸碳纖維盤根同時(shí)用作往復(fù)泵密封填料進(jìn)行比較試驗(yàn)。

2.2 單向閥密封墊片材料選擇

經(jīng)過(guò)對(duì)物料特性和泵單向閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，我們對(duì)泵單向閥墊片采用退火處理的紫銅墊。同時(shí)將泵進(jìn)出口法蘭材料改用鉻鉬鋼，提高法蘭強(qiáng)度，并將螺栓孔由四個(gè)增加至八個(gè)，用高強(qiáng)度螺栓對(duì)稱緊固，確保單向閥墊片在泵頭內(nèi)壓緊。

3 改造的實(shí)施

(1)對(duì)臥式三柱塞往復(fù)泵填料結(jié)構(gòu)采用雙重壓蓋式填料密封。堵上填料沖洗下接口，從上接口配了一條管線，將填料微漏液引入系統(tǒng)中低壓容器，循環(huán)使用，避免了物料與沖洗液體互竄[1]。

(2)根據(jù)柱塞與填料函尺寸，將方形戈?duì)柼盍涎?5°切下，每三圈填料壓一個(gè)銅環(huán)，每圈填料接口錯(cuò)開(kāi)120°；安裝至東、中兩個(gè)填料函中；同時(shí)將成型四角芳綸碳纖維盤根安裝至西側(cè)填料函中。

(3)重新修訂檢修規(guī)程，對(duì)檢修方案進(jìn)行了改進(jìn)，為了便于檢修自己制作了專用工具。

當(dāng)每一層成型填料裝入填料函后，用專用工具壓緊、壓實(shí)并確保沒(méi)有壓偏。在高溫高壓的設(shè)備填料裝配完后，在運(yùn)行過(guò)程中，要進(jìn)行熱緊，壓緊力度適中。

改變檢修工作習(xí)慣，新增對(duì)填料函運(yùn)行期間的維護(hù)工作。填料預(yù)緊力的調(diào)節(jié)；更換物料屬性對(duì)填料壓蓋的科學(xué)性調(diào)節(jié)；確保溢流管的暢通；定期給填料加注潤(rùn)滑油等工作。延長(zhǎng)柱塞填料的壽命。

4 改造后的效果

(1)選用質(zhì)地柔軟，韌性和回彈性好，無(wú)水解作用，摩擦系數(shù)低，抗腐蝕性能好，耐高溫的成型四角芳綸碳纖維盤根作為高壓柱塞泵的填料比較理想。如表1所示

表1 填料運(yùn)行時(shí)數(shù)對(duì)比

(2)采用雙重壓蓋式填料密封，將加入沖洗接口改為泄漏口時(shí)，可在主填料失效后，通過(guò)泄漏口將微量泄漏物料回收至系統(tǒng)低壓容器，同時(shí)緊固副填料壓蓋，可保證填料繼續(xù)使用10～15天，確保我們?yōu)樵O(shè)備切換檢修做出充分準(zhǔn)備。

(3)成型四角芳綸碳纖維盤根減少了純手工剪切帶來(lái)的誤差，優(yōu)化了檢修程序，提高了檢修精度，從而延長(zhǎng)了填料的使用壽命。

5 效果及意義

用在高溫高壓高粘度、易燃易爆工況下的三柱塞往復(fù)泵，必須運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠、操作簡(jiǎn)單、檢修方便。

(1)根據(jù)工況選擇了合適的填料。依據(jù)填料密封機(jī)理，設(shè)計(jì)了填料與銅環(huán)的規(guī)格，有效延長(zhǎng)往復(fù)泵填料使用壽命。

(2)通過(guò)這次成功改造，可以滿足特殊介質(zhì)的輸送，實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)柱塞泵相互切換的目的，保證裝置的安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行。同時(shí)，為改造其他類似設(shè)備積累了技術(shù)和管理方面的經(jīng)驗(yàn)。

(3)減輕了崗位人員的作業(yè)負(fù)擔(dān)，減少了因?yàn)樾孤?duì)環(huán)境的影響。在新安全環(huán)保法實(shí)施的情況下，延長(zhǎng)運(yùn)行周期及減少泄漏意義更為重大。

[1]高壓往復(fù)泵填料泄漏分析及改造[J].許喜紅,雷杰,劉家懿.流體機(jī)械.2008(01).