多級離心泵機(jī)械密封連續(xù)泄漏研究

蔣建國 李躍杰 吉喆（中石化廣元天然氣凈化有限公司，四川廣元628400）

多級離心泵機(jī)械密封連續(xù)泄漏研究

蔣建國 李躍杰 吉喆（中石化廣元天然氣凈化有限公司，四川廣元628400）

元壩天然氣凈化廠天然氣凈化裝置尾氣吸收單元關(guān)鍵設(shè)備尾氣吸收塔底泵P-402自2014年試車投產(chǎn)起，多次出現(xiàn)設(shè)備機(jī)械密封裝置泄漏問題。通過對設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)研究、過濾器選型、操作規(guī)程調(diào)整、機(jī)械密封改造，并經(jīng)過長期運(yùn)行試驗(yàn)后，成功解決設(shè)備機(jī)械密封泄漏問題，保證了裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

機(jī)械密封；泄漏；問題處理

元壩凈化廠是中國石化第二大高含硫天然氣處理廠，年處理酸性氣40億立方，外輸產(chǎn)品氣32億立方，2014年12月10日元壩凈化廠第二聯(lián)合裝置一次試車投產(chǎn)成功，標(biāo)志著“川氣東送”工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步跨越。

尾氣吸收塔底泵P-402是元壩凈化廠天然氣脫硫裝置尾氣處理單元關(guān)鍵核心設(shè)備，主要作用是將尾氣單元脫硫溶劑輸送至脫硫塔進(jìn)行重復(fù)利用。設(shè)備采用多級筒袋式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)流量214 m3/h，處理介質(zhì)為半富胺液，介質(zhì)溫度37℃。設(shè)備軸封裝置采用集裝式雙端密封機(jī)械密封，輔助密封為0.24Mpa氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)。下表為設(shè)備主要參數(shù)。

1 尾氣吸收塔底泵P-402機(jī)械密封運(yùn)行情況說明

元壩凈化廠四套天然氣處理裝置，每套裝置共2臺(tái)尾氣吸收塔底泵(P-402)，自2014年12月四套聯(lián)合相繼投用以來，陸續(xù)出現(xiàn)機(jī)封泄漏。我們通過對典型設(shè)備130-P-402B進(jìn)行分析研究，前期維修后設(shè)備投用不超過30天，泄漏量增大至5L/天，下圖為2016年該設(shè)備兩次維修后投用機(jī)封泄漏趨勢圖。

圖1.2016 年5月130-P-402B投用后泄漏量

圖2.2016 年7月130-P-402B投用后泄漏量

2 設(shè)備機(jī)械密封泄漏分析

該型號設(shè)備主要存在的問題是設(shè)備投用后，經(jīng)過短期運(yùn)行，介質(zhì)從機(jī)械密封處泄漏。技術(shù)人員對設(shè)備機(jī)封進(jìn)行解體檢查后，發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封動(dòng)靜摩擦副無明顯凹凸點(diǎn)、熱損傷、雜質(zhì)。故判斷可能存在的問題：1.機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)端面比、彈簧比壓不合適、2.氮?dú)饷芊鈮毫Σ划?dāng)、3.運(yùn)行操作波動(dòng)大[1]。

3 機(jī)封問題處理及投用效果

3.1 機(jī)械密封端面比、彈簧比壓計(jì)算

對機(jī)械密封端面比、彈簧比壓進(jìn)行重新計(jì)算，選取適合的端面比、彈簧比壓，從而對機(jī)械密封端面貼合進(jìn)行調(diào)整。

表1 改造參數(shù)

3.2 氮?dú)饷芊鈮毫φ{(diào)整

設(shè)備前期運(yùn)行時(shí)，氮?dú)饷芊馊肟趬毫υO(shè)定值為0.24Mpa，由于對機(jī)械密封端面比、彈簧壓比進(jìn)行了調(diào)整，通過計(jì)算得出，彈簧比壓在0.18Mpa，所以將氮?dú)馊肟趬毫档椭?.2Mpa運(yùn)行。

3.3 工藝操作優(yōu)化

由公式彈簧比壓Pt=F彈/S=212N/1.9291*10-3m2= 0.110Mpa，當(dāng)該值偏小，當(dāng)出現(xiàn)液體壓力波動(dòng)，設(shè)備振動(dòng)時(shí)，有影響端面貼合的可能。考慮到該設(shè)備為尾氣單元關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備流量較大，正常運(yùn)行在160t/h左右，且介質(zhì)側(cè)需定期清理，在操作過程中若出現(xiàn)較大波動(dòng)會(huì)對設(shè)備機(jī)械密封貼合產(chǎn)生一定影響。故對設(shè)備操作進(jìn)行一定調(diào)整[3]。

Ⅰ）該型設(shè)備啟泵前最先回流閥位設(shè)定開度40%；Ⅱ）啟動(dòng)設(shè)備后，該設(shè)備最小回流線流量控制在90t/h±5t/h以內(nèi)；Ⅲ）設(shè)備切換時(shí)，操作人員需控制待切換泵最先回流線流量在90t/ h±5t/h。通過對設(shè)備氮?dú)饷芊鈮毫χ匦抡{(diào)整、以及工藝操作優(yōu)化，2016年12月10日起，130-P-402B自投用以來設(shè)備運(yùn)行良好，機(jī)械密封泄漏一直處于良好水平，低于0.5L/天。

3.4 投用效果

4 結(jié)語

綜上所述，元壩凈化廠多級泵P-402機(jī)械密封泄漏主要是由于設(shè)備本體機(jī)械密封端面比、氮?dú)饷芊鈮毫σ约肮に嚥僮鞯牟煌晟圃斐?。?jīng)過半年多的整改和運(yùn)行，該設(shè)備泄漏問題已得到解決。設(shè)備的良好運(yùn)行，節(jié)約了檢修維護(hù)費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本，減少了胺液泄漏對環(huán)境的污染，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

[1]顧勇全，機(jī)械密封技術(shù)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[2]API682第一版離心泵與回轉(zhuǎn)泵軸封系統(tǒng)，1994.