乙烯裂解裝置急冷油泵磨損故障應(yīng)對(duì)策略

魏志剛 孫 博 宋艷會(huì) 張友冬 張曉琴 楊麗華

（中國石油撫順石化公司，遼寧 撫順 113008）

·潤滑與密封·

乙烯裂解裝置急冷油泵磨損故障應(yīng)對(duì)策略

魏志剛 孫 博 宋艷會(huì) 張友冬 張曉琴 楊麗華

（中國石油撫順石化公司，遼寧 撫順 113008）

介紹了急冷油泵在乙烯裂解裝置中的重要作用，以及急冷油泵機(jī)械密封使用方案，根據(jù)急冷油泵在實(shí)際運(yùn)行中所發(fā)生的故障情況，分析了故障的主要原因是機(jī)械密封系統(tǒng)的冷卻蒸汽串進(jìn)潤滑油系統(tǒng)，導(dǎo)致潤滑油乳化，進(jìn)而引起轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損，文中對(duì)如何避免機(jī)泵磨損故障提出了應(yīng)對(duì)策略。

乙烯裂解；急冷油泵；密封方案；冷卻蒸汽；限流孔板

一、工藝簡介

乙烯裂解是烴和蒸汽的混合物在裝置裂解爐中通過高溫裂解，形成復(fù)雜的富含乙烯和其它烯烴混合物的工藝工程。中國石油撫順石化公司烯烴廠乙烯裂解裝置設(shè)計(jì)加工量為80萬t／年，裝置的操作彈性是60%～110%。該裝置采用的是美國斯通韋伯斯特(S&W)公司的專利技術(shù)，主要由裂解、急冷、壓縮、冷分離、熱分離、制冷等單元組成。急冷油泵是乙烯裂解裝置急冷單元的關(guān)鍵設(shè)備，通過急冷油泵從急冷油塔底抽出急冷油送往后續(xù)流程，實(shí)現(xiàn)裂解氣的急冷、熱量的回收以及產(chǎn)生稀釋蒸汽，所以，急冷油泵的運(yùn)行狀況直接影響急冷單元的運(yùn)行與循環(huán)，也直接影響整套裝置能否平穩(wěn)生產(chǎn)運(yùn)行。

二、急冷油泵簡介

乙烯裂解裝置急冷油循環(huán)泵型號(hào)為16HQS-356，屬于單級(jí)雙吸兩端支承徑向剖分式離心泵，正常/額定流量為2531/3037.5m3/h，揚(yáng)程為100.61m，轉(zhuǎn)速為980r/min，功率為1050kW，介質(zhì)溫度為210℃，機(jī)泵密封方案為32+62方案，美國FLOW SER V E公司生產(chǎn)。該泵自開工投用以來多次出現(xiàn)故障，故障現(xiàn)象基本都是機(jī)械密封泄漏、前后軸承嚴(yán)重?fù)p壞、主軸磨損、喉部襯套與軸套發(fā)生咬合等，見圖1、2、3。

對(duì)故障設(shè)備維修處理的內(nèi)容基本都是對(duì)泵蓋的喉部襯套進(jìn)行車削處理，對(duì)軸套用壓力機(jī)強(qiáng)行拆卸，更換喉部襯套與軸套，更換主軸、軸承、機(jī)械密封，對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡，前期所采用的備件都屬于進(jìn)口備件，所以，每次機(jī)泵冷油泵出現(xiàn)嚴(yán)重故障都會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)。

圖1 主軸出現(xiàn)嚴(yán)重磨損

圖2 喉部襯套與軸套發(fā)生咬合磨損

圖3 軸承磨損（聯(lián)軸端已經(jīng)完全碎裂）

三、設(shè)備故障原因分析

1.直接原因

該泵采用了32+62密封方案，為防止機(jī)械密封結(jié)焦并降低機(jī)械密封的工作溫度，該方案需要通入低壓冷卻蒸汽，但設(shè)計(jì)中低壓蒸汽的流通沒有限流孔板，只通過手動(dòng)開、關(guān)球閥調(diào)節(jié)；所以，在調(diào)節(jié)蒸汽流量時(shí)存在蒸汽量過大的情況。過量的蒸汽串入軸承箱導(dǎo)致潤滑油乳化，進(jìn)而導(dǎo)致軸承損壞（見圖4），整個(gè)轉(zhuǎn)子系在泵體內(nèi)失去平衡，旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)嚴(yán)重硬性偏磨，導(dǎo)致機(jī)械密封動(dòng)環(huán)損壞并泄漏、泵軸被磨損、前后喉部襯套內(nèi)圓磨損、喉部襯套與軸套咬合。

圖4 機(jī)泵軸承與密封位置圖

2.間接原因

（1）該泵在裝置最初開工期間多次出現(xiàn)故障，泵軸前期已經(jīng)出現(xiàn)磨損，當(dāng)時(shí)沒有對(duì)其進(jìn)行徹底處理或更換，所以之后出現(xiàn)的故障現(xiàn)象跟以前一樣，同樣更換了機(jī)械密封、軸承、喉部襯套與軸套。

（2）該泵在蒸汽能夠正常供給的情況下長期運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有進(jìn)行定期切換，加速了轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損。

（3）操作與巡檢不到位，沒有精心調(diào)節(jié)機(jī)械密封冷卻蒸汽量，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)潤滑油乳化并及時(shí)更換。

四、應(yīng)對(duì)策略

（1）改進(jìn)機(jī)泵的密封方案，將32+62密封方案改為32+53A或32+53B或32+54密封方案。方案改進(jìn)后，機(jī)械密封改為了雙端面密封，可以在密封泄漏時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免出現(xiàn)因泄漏引起的著火等惡性事故；取消了冷卻蒸汽就不再存在蒸汽串入軸承箱的問題。

（2）通過精確計(jì)算為蒸汽增加限流孔板，這樣可以避免由蒸汽過量而串入軸承箱。

（3）在軸承擋油環(huán)外部增加蒸汽擋板，擋板外側(cè)設(shè)計(jì)開式葉片，擋板隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)，葉片旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生氣流，可以阻止過量蒸汽向軸承箱側(cè)反串。

（4）在擋油環(huán)的內(nèi)圓上增加一道O型圈，阻止過量蒸汽向軸承箱側(cè)反串。

（5）將泵側(cè)軸承箱的潤滑形式改成強(qiáng)制潤滑，此種方案比較復(fù)雜，需要現(xiàn)場增加潤滑油站、配管、鋪設(shè)電纜等工序。

（6）精心調(diào)節(jié)機(jī)械密封冷卻蒸汽量，加強(qiáng)巡檢，及時(shí)更換潤滑油。

（7）在用與備用機(jī)泵定期切換，避免透平驅(qū)動(dòng)泵長期運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致易損件疲勞。

五、結(jié)語

2015年1月在擋油環(huán)的內(nèi)圓上增加一道O型圈至今，該泵再也沒有出現(xiàn)之前的磨損故障，實(shí)現(xiàn)了長周期、安全運(yùn)行。

TQ 221.211

B

1671-0711（2016）04-0072-02

2016-03-12）