廢堿液輸送泵機械密封改造

孟美

[摘 要]介紹了中國石油大慶石化公司化工一廠新建160kt/a廢堿液濕式氧化裝置自2012年開工以來，廢堿液外送泵機械密封頻繁泄漏，經(jīng)多次更換機械密封無果后，通過對介質(zhì)特性及密封機構(gòu)的細致研究，提出了科學合理的解決方案，通過改造后密封使用情況良好，保證了裝置的穩(wěn)定運行，并降低了裝置的維護費用。

[關(guān)鍵詞]濕式氧化；機械密封；廢堿液；沖洗方案

中圖分類號：TH136 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0002-01

中國石油大慶石化公司化工一廠廢堿濕式氧化二套裝置主要是處理上游乙烯裝置堿洗塔排出的廢堿液，處理合格后的廢堿液進入到產(chǎn)品罐內(nèi)，然后通過廢堿液外送泵輸送到下游污水處理廠。此廢堿液外送泵為臥式單級懸臂是離心泵，由于廢堿液是腐蝕特性，固泵頭、葉輪及機械密封材質(zhì)選用耐腐蝕性較強的鈦合金鋼，密封形式為單端面密封，沖洗方案為Plan01，泵出口壓力為0.8MPa，介質(zhì)溫度為40℃。

1 機械密封泄漏原因分析

從圖1中可以看出Plan01方案中高壓介質(zhì)通過葉輪背面的流道進入到密封腔內(nèi)，然后在回到低壓介質(zhì)側(cè)。由于密封腔及機械密封內(nèi)部存在介質(zhì)不流動或流動緩慢的“死角”，加之廢堿液存在低溫情況下易結(jié)晶的特性，致使多處死角出現(xiàn)結(jié)晶情況，尤其是機械密封內(nèi)部的彈簧及彈簧腔。泵在更換機械密封后運行一周左右出現(xiàn)少量泄漏，隨時間推移泄漏量持續(xù)增加，約20天左右泄漏量到達更換密封的標準。從現(xiàn)場泄漏的機械密封拆解情況看都存在相同的問題就是整個機械密封的壓縮量幾乎為零，且動環(huán)上有刮痕，機械密封內(nèi)部存在大量的白色結(jié)晶物。由此現(xiàn)象可以推斷出機械密封泄漏的主要原因為介質(zhì)本身存在的特性，致使機械密封內(nèi)部結(jié)晶嚴重，動、靜環(huán)接觸不良或者損壞最終導致介質(zhì)外漏。

2 改造方案

（1）更換機械密封沖洗方案

將原Plan01密封沖洗方案更換成Plan32方案，如圖2所示，此密封沖洗方案主要適用于泵輸送的介質(zhì)潔凈程度不高或可能產(chǎn)生結(jié)晶的工況，此次改造通過外引潔凈的高壓鍋爐給水通過減壓閥減壓后用于機械密封的沖洗水，沖洗水壓力高于泵出口壓力0.1-0.2MPa，流量控制在0.5立方米/小時，以確保機械密封及密封腔內(nèi)充滿潔凈的液體且沖洗水能通過壓差進入到泵葉輪的低壓側(cè)。另由于鍋爐給水溫度可達70℃，使得廢堿液的結(jié)晶程度降至最低，進而杜絕了機械密封的泄漏。

（2）機械密封形式改造

改造后的機械密封增加節(jié)流襯套，其作用主要是密封腔自身壓力的穩(wěn)定，防止在鍋爐給水壓力或流量波動時影響密封的正常運行；其次是起節(jié)流作用，防止鍋爐水進入密封腔流量過大，造成能源的浪費。

（3）泵房內(nèi)室內(nèi)溫度的提高

廢堿液結(jié)晶非常重要的環(huán)境因素之一為溫度，尤其是在寒冷的冬季，室內(nèi)溫度低于20℃時，廢堿液的結(jié)晶速度將加快。為防止此類問題的發(fā)生，在泵房內(nèi)增加散熱片的數(shù)量，進而提高泵房內(nèi)部溫度，減慢廢堿結(jié)晶速率。

3 改造后存在的問題

自2015年11月改造投用后，雖然泄漏量較改造前有明顯的減少，但機械密封外側(cè)還存在結(jié)晶物，說明廢堿液能進入到密封內(nèi)，未徹底解決泄漏問題。原因分析：

（1）對泄漏的機械密封現(xiàn)場進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部還存在著結(jié)晶物阻礙密封環(huán)的浮動，通過進一步的檢查發(fā)現(xiàn)原Plan01沖洗方案的內(nèi)部流道內(nèi)存在廢堿液，說明廢堿液是通過此流道進入密封腔內(nèi)的，由于新密封沖洗液的壓力比泵出口壓力高0.1-0.2MPa，在加之密封節(jié)流環(huán)的減壓作用，最終導致泵出口廢堿液倒串回密封腔內(nèi)，進而進入到機械密封內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶，造成機械密封泄漏。

（2）泵備用時密封沖洗液流量不足，導致泵內(nèi)介質(zhì)進入到密封腔內(nèi)及機械密封內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶，進而影響機械密封的密封效果。

對策及措施：

① 將Plan01 密封沖洗液流道封堵；

② 保障泵在備用期間密封沖洗液的壓力、流量在指標范圍內(nèi)。

再次改造后的機械密封，自2015年12月至今，該泵的機械密封未發(fā)現(xiàn)泄漏情況，運轉(zhuǎn)狀況良好，在配件及維修方面取得了較好的經(jīng)濟效益，另外，？對于保護環(huán)境、保障操作人員的人身安全也起到了積極作用。

4 結(jié)論

針對廢堿液外送泵機械密封泄漏的問題，通過一系列的技術(shù)改造，解決了設(shè)備存在的問題，延長了設(shè)備運轉(zhuǎn)周期，對于輸送易結(jié)晶介質(zhì)泵的機械密封泄漏問題有一定的參考價值。