芳烴裝置P-505/1密封泄漏原因分析及改造

牛春如，李淑新，劉 新

（獨石化公司設(shè)備檢修公司煉油鉗工車間，新疆獨山子 833699）

0 引言

重整加氫聯(lián)合車間芳烴抽提裝置旋殼泵P-505/1是加氫區(qū)域已烷汽提塔底泵，該泵為江蘇海獅泵業(yè)制造有限公司生產(chǎn)（型號:HXK200-S1）。該泵輸送介質(zhì)為己烷溶劑油，入口溫度70℃，泵入口壓力0.2 MPa、出口壓力0.8 MPa。機械密封由西安永華提供的雙端面密封，采用PLAN52的密封沖洗方案。于2011年9月大修時更換，至今已運行7年。期間因出現(xiàn)各類設(shè)備問題檢修9次，其中7次為密封故障。因此密封泄漏故障是影響該泵長周期運行的瓶頸，是急需解決的問題。

1 檢修情況統(tǒng)計及存在問題

從表1可看出P-505/1自2012年7月至2018年11月，因密封故障檢修7次占總檢修次數(shù)77.78%。與旋殼泵機封壽命長（預(yù)期壽命25 000 h）的特點不相符。決定機封壽命長短的重要因素是PV值。雖然旋殼泵的出口壓力很高，但機封只需密封壓力低的進口壓力，泵轉(zhuǎn)速右臂相同參數(shù)的高速部分流泵低得多，因此，機封的PV值也比高速泵低得多。在正常操作情況下，機封的PV值越低使用壽命越長。

表1 歷年檢修情況統(tǒng)計

從檢修前該泵密封失效表象看，基本為外部密封油罐內(nèi)進入介質(zhì)，且液位上升超過警戒位報警。以下分別為工作時介質(zhì)流向示意圖（圖1）和密封結(jié)構(gòu)示意圖（圖2）。

圖1 泵內(nèi)介質(zhì)流向

圖2 雙端面密封結(jié)構(gòu)

該泵采用PLAN52沖洗方案，密封油罐為無壓雙端面密封的外部密封提供緩沖油液，循環(huán)油液通過內(nèi)部動環(huán)泵送環(huán)維持，油罐通常連續(xù)向火炬回收系統(tǒng)排氣并且維持壓力低于密封腔壓力。在無介質(zhì)泄漏的情況下，密封油罐液位顯示基本不會變化。結(jié)合圖1，圖2，若密封油罐液位有升高趨勢，則可以判定泵進口的壓力介質(zhì)通過介質(zhì)側(cè)密封處泄漏到密封腔室，泄漏途徑:①動靜環(huán)密封面磨損；②靜環(huán)密封圈損壞。

2 介質(zhì)側(cè)密封泄漏的原因分析

2.1 密封拆檢情況

從拆檢情況看，動、靜環(huán)密封面正常微量磨損；靜環(huán)O形圈兩對稱部位擠壓變形或斷裂；其他O形圈基本完好。通過排除法，確定靜環(huán)O形圈兩對稱部位擠壓變形缺陷或斷裂是導(dǎo)致密封泄漏、密封油罐液位升高的主要原因。

2.2 原因分析

靜環(huán)O形圈兩對稱部位擠壓變形缺陷或斷裂之所以會發(fā)生，與靜環(huán)的結(jié)構(gòu)和裝配有直接關(guān)系。

圖3 拆卸的動、靜環(huán)及O形圈

圖4 靜環(huán)底部和側(cè)面圖

從圖4可以看出，在靜環(huán)底部有2個對稱防轉(zhuǎn)槽，防轉(zhuǎn)槽圓周部位車有倒角。靜環(huán)在裝配前，現(xiàn)將O形圈裝在靜環(huán)座上的凹槽內(nèi)，O形圈與靜環(huán)外圓柱面有一定的過盈，該O形圈為包覆的氟膠圈，表面彈性相對于橡膠類要弱。在裝配時，靜環(huán)防轉(zhuǎn)槽部位會對O形圈有個擠壓剪切作用，導(dǎo)致O形圈受損變形甚至斷裂，使壓力介質(zhì)從O形圈損傷部位向密封腔室泄漏，密封腔室與密封油罐油液靠動環(huán)泵送環(huán)循環(huán)，因此，密封油罐液位就會不斷升高。

3 改造建議

（1）改變靜環(huán)現(xiàn)有的防轉(zhuǎn)槽形式，新制作的靜環(huán)不加工防轉(zhuǎn)槽，將防轉(zhuǎn)銷孔直接鉆在靜環(huán)底部，孔徑3 mm，深3 mm，配裝高度5 mm的銷子。

（2）在靜環(huán)座上與靜環(huán)銷孔相對應(yīng)位置鉆防轉(zhuǎn)孔，孔徑4 mm，深3 mm，裝配靜環(huán)時，做好記號，確保裝配的準確性。

4 結(jié)束語

針對旋殼泵密封泄漏問題進行原因查找和分析，并提出了密封改進建議。目前已聯(lián)系丹東克隆密封廠家開展論證和測繪工作。相信改造后的密封一定會取得好的運行效果，為該泵的長周期運行打下堅實基礎(chǔ)。