多級(jí)離心輕烴泵密封形式的改進(jìn)

周選民，賀訓(xùn)育，欒進(jìn)國(guó)，艾麗曼

（中油股份獨(dú)山子石化分公司研究院，新疆 獨(dú)山子 833699）

某公司多級(jí)離心式輕烴泵密封裝置原設(shè)計(jì)為填料密封和機(jī)械密封兩種形式，裝置開工時(shí)使用填料密封，由于輕烴介質(zhì)自身的特點(diǎn)，密封效果很不理想。據(jù)統(tǒng)計(jì)安裝一次填料最長(zhǎng)可運(yùn)行21天，最短只運(yùn)行l(wèi)天。所以，某年大檢修對(duì)輕烴泵的密封進(jìn)行了改造，將填料密封改為機(jī)械密封。改造后密封失效率大幅度降低，如B-101/b 65YⅡ-50×6機(jī)械密封運(yùn)行了8個(gè)月還在使用，B-208/b DY-25×5機(jī)械密封由于間歇使用開停也運(yùn)行了3個(gè)月，從使用效果可以看出，改造還是成功的。

1 填料密封的失效分析

某裝置二臺(tái)泵的工作條件見表1。

其壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)如圖1所示。所用填料為夾心編結(jié)石棉盤根，封液為潤(rùn)滑油。

圖1 壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)壓蓋填料的壓緊力沿軸向分布不均勻，靠近壓蓋的壓緊力最大，遠(yuǎn)離壓蓋的壓緊力逐漸減小，因此盤根磨損不均勻，靠近壓蓋處的盤根易損壞，這種損壞主要表現(xiàn)在高溫下盤根中有機(jī)物及結(jié)晶水分解、磁化、揮發(fā)，造成失重，產(chǎn)生滲漏的縫隙，致使填料密封失效。

從介質(zhì)的角度來(lái)說(shuō)，輕烴介質(zhì)具有飽和蒸汽壓高、滲透性強(qiáng)、潤(rùn)滑性差、易汽化及結(jié)霜等特點(diǎn)，能促使石棉盤根更快失效，因?yàn)樘盍蟽?nèi)部滲漏是填料密封不好的主要原因，如各種纖維編結(jié)的填料，纖維間存在微觀間隙，成為細(xì)小的毛細(xì)管，介質(zhì)因此滲漏出來(lái)，這時(shí)即使加大填料的壓緊力往往也無(wú)法獲得良好的密封反而增加填料的摩擦力。扭轉(zhuǎn)作用對(duì)填料密封也有很大的影響，采用轉(zhuǎn)動(dòng)軸時(shí)，軸的扭轉(zhuǎn)是常見的。軸的徑向跳動(dòng)、撓曲、偏斜和一定值的偏心度都會(huì)引起振動(dòng)效應(yīng)，通常稱為軸的扭轉(zhuǎn)。軸的扭轉(zhuǎn)在軸的填料處會(huì)造成較大間隙。為了說(shuō)明軸的扭轉(zhuǎn)對(duì)密封效果的影響，如泵101/b以2950r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，沿徑向產(chǎn)生0．003mm的扭轉(zhuǎn)，軸每轉(zhuǎn)一次就使填料內(nèi)徑加大0．006mm。該軸每分鐘拍打填料2950次，顯然在這惡劣的條件下是很難有何種填料的材料能與軸的表面維持穩(wěn)定接觸的。

2 機(jī)械密封使用情況

由于填料密封更換頻繁，泄漏量大，常常影響生產(chǎn)，污染環(huán)境。為了減少物料損失，提高生產(chǎn)率，防止環(huán)境污染，著手填料密封改造。

液態(tài)烴泵65YⅡ-506設(shè)計(jì)為GY-60機(jī)械密封，DYII 6-25×5設(shè)計(jì)為PV1d-45機(jī)械密封，由于公司不再訂購(gòu)這兩種形式的密封，所以選用了109WMK5-60和109WMK5-45機(jī)械密封，平衡系數(shù)都取20%。

DYⅡ6-25×5泵選用109WMK5-45機(jī)械密封后，密封腔位置不夠，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在壓蓋大端加了一個(gè)l5mm的短接，解決了這個(gè)問(wèn)題，如圖2所示。

考慮到?jīng)_洗作為機(jī)械密封的組成部分，使用了自沖洗，可以肯定，自沖洗在液態(tài)烴泵機(jī)械密封比較長(zhǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，起了極其重要的作用，自沖洗除了起潤(rùn)滑、冷卻和密封作用外，更重要的是保證了密封在一個(gè)穩(wěn)定的條件下工作，而這一穩(wěn)定的工作條件是機(jī)械密封長(zhǎng)周期、安全、穩(wěn)定過(guò)程的條件。

表1 兩臺(tái)泵工作條件

圖2

氣體分餾液態(tài)烴泵填料密封改為機(jī)械密封后，使用周期大大延長(zhǎng)，改造前，裝一次填料最多可運(yùn)行20天，最短僅運(yùn)行1天，經(jīng)改造后，B-10/b泵安裝的一套機(jī)械密封運(yùn)行了8個(gè)月還沒有失效，B-208/b泵所裝的機(jī)械密封也已運(yùn)行了3個(gè)月，可見，機(jī)械密封在液態(tài)烴泵上使用比填料密封要好得多。

為了確定端面比壓這一重要參數(shù)，我們參考了兄弟廠家的一些資料，結(jié)合本廠的一些實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在大致的幾個(gè)范圍內(nèi)選取了幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的實(shí)際應(yīng)用，得出結(jié)論，B-10/b用機(jī)械密封的端面比壓在 0．26～0．35MPa之間，B-208/b用機(jī)械密封的端面在0．24～0．31MPa之間。高于此范圍，運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的熱量過(guò)高，密封壽命易縮短；低于此范圍，密封性能不易保證，易泄漏，因此都不能滿足生產(chǎn)的需要。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

將填料密封改為機(jī)械密封，延長(zhǎng)了密封的使用周期，降低了泄漏量，減少了檢修次數(shù)，這對(duì)裝置的長(zhǎng)周期，安全，穩(wěn)定的生產(chǎn)具有重要的意義。

密封使用周期由原來(lái)20天延長(zhǎng)到現(xiàn)在的3～8個(gè)月，減少了檢修次數(shù)，大大節(jié)約了人力、物力、財(cái)力。泄漏量的大大下降，既節(jié)約了物料，又對(duì)安全、環(huán)境保護(hù)起到了重要作用，取得的效益也是顯著的。