煉油裝置中離心泵密封選配分析

蔡岳飛

（中國(guó)石油蘭州石化公司催化劑廠，甘肅蘭州 730060）

0 引言

隨著環(huán)境保護(hù)力度的加大，以及管理安全生產(chǎn)的要求已經(jīng)提高，我國(guó)煉油裝置也提高了離心泵在密封方面的要求。因此，在本次研究中主要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分析我國(guó)煉油裝置中密封選型的主要問題，并且針對(duì)煉油裝置當(dāng)中的離心泵的密封選配展開分析。

1 煉油裝置中離心泵的密封選型分析

1.1 密封布置的具體方式

一般而言，主要?jiǎng)澐殖? 種方式：①將裝置應(yīng)用在低溫、無毒的條件下；②裝置在輕烴類介質(zhì)中，介質(zhì)本身有毒，就不能被應(yīng)用；③在高溫和有毒與有害介質(zhì)中應(yīng)用，不能出現(xiàn)介質(zhì)泄漏問題。

1.2 密封的類型

當(dāng)介質(zhì)溫度控制在一定的范圍內(nèi)時(shí)，工作人員就必須利用旋轉(zhuǎn)式的安裝形式進(jìn)行，保證安裝的質(zhì)量，還要通過密封圈進(jìn)行。因?yàn)槎鄰椈擅芊獾淖冯S性比較明顯，加之補(bǔ)償能力非常充足，因此其波密封性質(zhì)較好，因此可以選擇A 型的多彈簧密封，在彈簧方面選擇哈氏C-276 的合金。如果介質(zhì)溫度大于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就要選擇靜止式波紋管密封，對(duì)于金屬波紋來說，一般選擇密封圈柔性石墨的方法，可以達(dá)到最高溫度，并且將高溫工況運(yùn)用其中，當(dāng)介質(zhì)溫度大于標(biāo)準(zhǔn)，密封腔壓力大于標(biāo)準(zhǔn)，那么金屬波紋管本身的承壓能力就比較缺乏，并且運(yùn)用并不理想，可以通過多彈簧密封進(jìn)行，就彈簧而言，運(yùn)用哈氏合金進(jìn)行，要運(yùn)用全氟醚橡膠，此時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)最高溫度。如果是A 型的多彈簧密封，當(dāng)密封端面線的速度大于23 m/s，彈簧和其他旋轉(zhuǎn)的部件都會(huì)出現(xiàn)較大的離心力，產(chǎn)生比較高的平衡要求，與此同時(shí)，能否對(duì)攪拌的功率進(jìn)行消耗，形成攪拌熱，這時(shí)就要選擇靜止式的安裝。

1.3 選擇泵用干氣的密封方法

和機(jī)械密封存在一定的差異，運(yùn)行中，干氣密封具有較高的可靠性，同時(shí)，使用時(shí)間比較長(zhǎng)，在日常中便于維護(hù)。目前，該設(shè)備已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在了煉油裝置中，通過這一方案的應(yīng)用，需要實(shí)現(xiàn)以下4 方面。

（1）干氣密封需要應(yīng)用在大氣側(cè)次級(jí)密封中。

（2）高溫?zé)嵊捅煤腿菀捉Y(jié)晶以及含顆粒的介質(zhì)泵要謹(jǐn)慎使用。

（3）如果現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)具備了氮?dú)夤玫墓こ虠l件，那么閃蒸烴泵密封必須注意無壓串聯(lián)式密封方案；當(dāng)在閃蒸烴中不能被有效發(fā)揮時(shí)，該成分以及泄漏物都會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效地應(yīng)用，提高應(yīng)用效果。

（4）當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)具有氮?dú)夤脳l件時(shí)，同時(shí)，還能通過少量的技術(shù)向泵送介質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使得有毒有害物質(zhì)影響到大氣的工況，例如甲醇等物質(zhì)，大氣密封必須注重有壓雙端面機(jī)械密封方案的應(yīng)用，繼而為設(shè)備的應(yīng)用效果進(jìn)行保障，為企業(yè)的發(fā)展打好基礎(chǔ)。

1.4 選擇密封的類別

在煉油裝置當(dāng)中主要運(yùn)用的是API 610 的標(biāo)準(zhǔn)離心泵，在API 682 的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，對(duì)1 類密封的標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行了規(guī)定，很少應(yīng)用在煉油裝置當(dāng)中；2 類密封主要用在API 610 的標(biāo)準(zhǔn)尺寸密封腔中，這一密封應(yīng)用在煉油裝置當(dāng)中的次數(shù)比較多；3 類密封和2 類密封產(chǎn)生一樣的適用范圍，然而對(duì)于密封認(rèn)證試驗(yàn)和圖紙資料提出的要求比較嚴(yán)格，現(xiàn)階段我國(guó)密封廠家并沒有嚴(yán)格指定3 種類型的密封生產(chǎn)的能力，所以，一般應(yīng)用在進(jìn)口密封和較高場(chǎng)合的要求基礎(chǔ)上。離心泵組成如圖1 所示。

圖1 離心泵組成

2 煉油裝置中離心泵的密封選配分析

2.1 分析閃蒸烴泵的密封選配

對(duì)于閃蒸烴泵來說，主要指的是大氣壓力下輸送介質(zhì)比如容易揮發(fā)的一些烴類介質(zhì)，主要指的是C4 或者是比較輕的烴類介質(zhì)等。包括催化液態(tài)的烴泵以及氣分技術(shù)的流程泵等。當(dāng)在輸送介質(zhì)當(dāng)中發(fā)生泄漏問題，就會(huì)導(dǎo)致著火甚至是爆炸的問題出現(xiàn)，對(duì)于煉油裝置來說，可以將其看作是高危泵。對(duì)于閃蒸烴泵密封來說，需要選擇一些無壓布置模式或是有壓布置方法，尤其是無壓布置是非常好的，如果現(xiàn)場(chǎng)缺乏放空條件，摩擦副端面壓力接近該介質(zhì)汽化壓力時(shí)，必須運(yùn)用有壓布置的方式。煉油裝置工作溫度在標(biāo)準(zhǔn)溫度以內(nèi)時(shí)，密封結(jié)構(gòu)就要選擇雙端面密封進(jìn)行處理。在摩擦副方面運(yùn)用的是硬對(duì)軟組合，選擇優(yōu)質(zhì)的SIC硬環(huán)，軟環(huán)選擇優(yōu)質(zhì)的抗起泡的進(jìn)口石墨，在主密封沖洗的方案中選擇PLAN 11 或者是21，如果介質(zhì)溫度在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，一般運(yùn)用PLAN11 進(jìn)行；當(dāng)介質(zhì)超過了標(biāo)準(zhǔn)，就要運(yùn)用PLAN 21 進(jìn)行處理，考慮到泵送環(huán)本身的增壓能力具有一定的局限性，為了避免密封腔中出現(xiàn)介質(zhì)汽化，那么就要選擇針對(duì)性地工具，立式筒袋泵當(dāng)中需要運(yùn)用PLAN，有助于排除密封腔當(dāng)中的氣體。次級(jí)密封要運(yùn)用針對(duì)性地布置方式。閃蒸烴泵的密封選配如圖2 所示。

圖2 閃蒸烴泵的密封選配

2.2 分析焦化切的焦水泵的密封選配

在焦化切密封中，選擇第一種方式進(jìn)行布置，對(duì)于密封結(jié)構(gòu)來說，一般運(yùn)用單端面密封。當(dāng)泵送介質(zhì)內(nèi)具備焦粉顆粒時(shí)，摩擦副就要和硬對(duì)硬組合，選擇科學(xué)合理地材料。切焦水泵中，軸徑非常大，同時(shí)，還會(huì)提高轉(zhuǎn)速，此時(shí)的密封端面線速非常高，需要安裝小彈簧靜止型。想要防止泵送介質(zhì)在焦粉顆粒的密封端面當(dāng)中進(jìn)行聚集，密封沖洗就需要運(yùn)用外沖洗方案。焦化切的焦水泵的密封選配如圖3 所示。

2.3 分析高溫?zé)崴妹芊獾倪x配

在高溫?zé)崴卯?dāng)中，輸送介質(zhì)時(shí)的溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于60 ℃，例如鍋爐給水泵以及循環(huán)熱水泵。在高溫?zé)崴弥?，一般運(yùn)用的是第一種的方式進(jìn)行布置，密封結(jié)構(gòu)一般運(yùn)用單端面進(jìn)行密封。在摩擦副中，選擇的是硬對(duì)軟的組合方式，硬環(huán)選擇優(yōu)質(zhì)材料，軟環(huán)選擇抗起泡的進(jìn)口石墨。在密封沖洗的方案當(dāng)中，以PLAN 23 為宜，想要防止密封發(fā)生突然失效現(xiàn)象，就要在熱泄漏后有很多蒸汽，直接影響到工作人員的健康，出現(xiàn)嚴(yán)重的背冷的通冷卻水問題，發(fā)揮蒸汽溫度降低的目的，防止造成人員傷害的問題。

圖3 焦化切的焦水泵的密封選配

2.4 循環(huán)水泵和其他類型的常溫水泵的密封選配

對(duì)于循環(huán)水泵和其他類型的多見的水泵輸送介質(zhì)來說，主要選擇第一種方式進(jìn)行布置，密封結(jié)構(gòu)方面，要運(yùn)用單端面進(jìn)行密封。摩擦副運(yùn)用的是硬對(duì)軟組合，對(duì)于硬環(huán)來說，運(yùn)用SIC，軟環(huán)選擇石墨。密封沖洗上，要運(yùn)用自沖洗方式。

2.5 容易結(jié)晶的介質(zhì)泵的密封選配

就易結(jié)晶的介質(zhì)泵來說，其在輸送過程中的介質(zhì)是易結(jié)晶的，液硫泵就是其中一種，堿液泵也是。這一泵密封就要運(yùn)用第一種方式進(jìn)行布置。在密封結(jié)構(gòu)上要運(yùn)用單端面的方法實(shí)現(xiàn)密封。當(dāng)摩擦副時(shí)，必須運(yùn)用硬對(duì)硬的有效組合，運(yùn)用的材料必須具備一定的條件，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。多彈簧的彈簧絲徑非常地小，同時(shí)結(jié)晶顆粒很容易被積聚，使得彈簧失效，還會(huì)出現(xiàn)卡滯問題，這一過程中，彈性元件需要運(yùn)用單彈簧，在單彈簧中運(yùn)用316 的不銹鋼。在單彈簧的選擇上，要注意運(yùn)用針對(duì)性地措施使得彈簧力君越地分布，防止因?yàn)閺椈闪Σ痪鶆蛟斐傻拿芊獗倔w出現(xiàn)失效現(xiàn)象，密封沖洗規(guī)劃中，主要運(yùn)用PLAN02，并且選擇密封背面進(jìn)行，液硫容易出現(xiàn)溫度降低和凝固的問題。

2.6 分析有毒有害類的介質(zhì)泵

就有毒介質(zhì)泵而言，輸送介質(zhì)的過程中，還包括苯以及甲苯，還有二甲苯等物質(zhì)。一旦介質(zhì)發(fā)生泄漏問題，就會(huì)嚴(yán)重危害其他類型的生物以及環(huán)境，煉油裝置認(rèn)為其屬于高危泵。這一類型的泵選型一般以屏蔽泵或者是磁力泵為主，運(yùn)用第三種的壓布方式進(jìn)行處理。當(dāng)介質(zhì)溫度大于標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)，密封結(jié)構(gòu)必須選擇多彈簧機(jī)械密封；當(dāng)介質(zhì)溫度在標(biāo)準(zhǔn)溫度以內(nèi)，密封結(jié)構(gòu)選擇波紋管機(jī)械密封，只有這樣，才能保證應(yīng)用效果和質(zhì)量，進(jìn)而推動(dòng)相關(guān)企業(yè)的不斷發(fā)展，這是我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的有力保障。

3 結(jié)束語

合理地選擇密封方案對(duì)于煉油裝置離心泵來說是非常重要的，設(shè)計(jì)人員必須要和泵位操作的條件以及介質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，通過安全的和穩(wěn)定的、節(jié)能性原則，同時(shí)，與實(shí)際情況之間進(jìn)行結(jié)合有效地分析，為石油企業(yè)的發(fā)展做好基礎(chǔ)保障。