260萬噸年渣油加氫裝置高壓貧液泵機(jī)封沖洗方案改造

王明奎 郭海澎 劉尊國 劉建峰 薄純忠

摘 要：本文介紹了260萬噸渣油加氫裝置分餾系統(tǒng)的重要設(shè)備高壓貧液泵的機(jī)封結(jié)構(gòu)形式。闡述了自投產(chǎn)以來數(shù)次機(jī)封泄漏的故障現(xiàn)象，對故障原因進(jìn)行了分析排查，確定了摩擦熱過大是造成機(jī)封失效的主要原因。通過對機(jī)封沖洗方案的改造，解決了上述故障現(xiàn)象，為企業(yè)節(jié)約了大量的人力和資金投入。

關(guān)鍵詞：API682 PLAN11+53B 260萬噸渣油加氫裝置 貧液泵

中圖分類號：TH17 獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）04-0-01

高壓貧胺液泵是260萬噸/年渣油加氫裝置分餾系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，我公司高壓貧胺液泵為開一備一，由嘉利特荏原泵業(yè)公司制造。該泵為雙殼體多級高壓離心泵，其泵型號為80X50（C）DCN10GM；流量為95.5m3/h，揚(yáng)程1740m，吸入壓力0.3MPa，出口壓力17.2MPa，介質(zhì)為MDEA（30wt%）、水（70wt%），介質(zhì)溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為4500RPM。采用四川日機(jī)密封件股份有限公司（以下簡稱川日機(jī)）設(shè)計(jì)的雙端面平衡型機(jī)械密封。沖洗方案為API682標(biāo)準(zhǔn)中的PLAN53B，自2015年11月底開工以來，頻繁出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏問題（平均15天更換一次非集裝機(jī)封）。給裝置的長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行造成了很大的隱患。

一、機(jī)械密封失效原因分析

1.機(jī)械密封系統(tǒng)簡介

我公司高壓貧胺液泵采用雙端面平衡型機(jī)械密封，如下圖所示該機(jī)械密封靜環(huán)材質(zhì)為石墨，動環(huán)材質(zhì)為碳化硅（SiC），輔助密封材質(zhì)為FFKM/316+RS，彈性元件材質(zhì)為Hast.c，基體以及軸套壓蓋材質(zhì)為316不銹鋼。

機(jī)械密封的輔助系統(tǒng)采用了API682標(biāo)準(zhǔn)中的PLAN53B沖洗方案，隔離液為15號工業(yè)白油。由預(yù)先加壓的蓄能器給循環(huán)系統(tǒng)加壓，白油進(jìn)入密封腔冷卻密封環(huán)的同時(shí)起到抑制泵內(nèi)介質(zhì)向外部泄露的作用，通過機(jī)封自帶的泵送環(huán)達(dá)到泵送效應(yīng)，使白油在密封腔和冷卻器中循環(huán)。

2.機(jī)械密封失效原因分析

2.1摩擦熱過大造成機(jī)封失效

機(jī)械密封頻繁泄漏問題發(fā)生后，通過和川日機(jī)技術(shù)人員的交流，得知由于國內(nèi)渣油加氫裝置較少，該公司是第一次為這個(gè)工位的泵設(shè)計(jì)機(jī)械密封。該泵軸徑較大，轉(zhuǎn)速較高，因此密封端面的線速度較高造成摩擦熱相當(dāng)高，而機(jī)械密封所配的PLAN53B沖洗方案中的白油冷卻器達(dá)不到理想的冷卻效果，造成密封端面溫度過高爆裂炸環(huán)以致失效。川日機(jī)公司根據(jù)上述情況進(jìn)行了機(jī)封的部分改造，減小端面直徑從而減小端面比壓，以期達(dá)到減小摩擦熱的效果。但效果未達(dá)到理想數(shù)值。

二、機(jī)械密封改造方案

1.API682 PLAN11+53B密封沖洗方案原理及特點(diǎn)

API682 PLAN11+53B沖洗方案原理：通過泵底部放空閥門接出管線經(jīng)限壓多級孔板將自身介質(zhì)引致密封腔，既起到冷卻密封的作用同時(shí)又可以排出密封腔中的氣體。53B方案由預(yù)先加壓的蓄能器給循環(huán)系統(tǒng)加壓，蓄能器為有壓的雙端面密封提供隔離液（封液），采用換熱器對隔離液降溫。

2.PLAN11+53B沖洗方案的優(yōu)點(diǎn)

通過兩個(gè)機(jī)封沖洗方案的結(jié)合，將機(jī)械密封端面產(chǎn)生的較高的摩擦熱量減小到對機(jī)械密封沒有危害的溫度，封液壓力高于介質(zhì)壓力，保證工藝介質(zhì)零排放，系統(tǒng)配有壓力報(bào)警遠(yuǎn)傳信號，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)密封失效情況，當(dāng)一級密封失效時(shí)二級密封實(shí)現(xiàn)主密封功能，提高設(shè)備安全運(yùn)行系數(shù)。

結(jié)語

實(shí)施上述改造后，260萬噸/年渣油加氫高壓貧胺液泵運(yùn)行狀況良好，機(jī)械密封處于穩(wěn)定狀態(tài)，有效杜絕有害介質(zhì)泄漏排放到大氣的安全隱患，機(jī)泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性得到了明顯的提升（自2017年2月份改造以來連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)）。降低了機(jī)械車間的維修工作量，減少了維修成本。