罐區(qū)乙烯泵干氣密封改造

榮秀龍

摘要：儲運(yùn)裝置乙烯輸送泵經(jīng)過多次檢修更換機(jī)械密封，從運(yùn)行到現(xiàn)在更換6套機(jī)械密封，機(jī)械密封壽命沒有達(dá)到預(yù)期的效果，由于是涉及下游主裝置的關(guān)鍵輸送機(jī)泵，可能影響全廠安全穩(wěn)定運(yùn)行，并且輸送的介質(zhì)屬于危險介質(zhì)，基于上述原因，罐區(qū)裝置考慮對機(jī)械密封進(jìn)行改造為干氣密封試用，根據(jù)乙烯泵試用情況推廣到其他筒袋泵。

關(guān)鍵詞：罐區(qū)乙烯泵;密封改造;輸送泵

一、罐區(qū)乙烯輸送泵目前檢修及使用情況：

原乙烯泵使用的機(jī)械密封有兩個缺點，液態(tài)乙烯容易氣化，密封正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中靠近介質(zhì)側(cè)為液相，靠近大氣端會有部分氣化，形成氣液混相，這種狀態(tài)是機(jī)械密封運(yùn)行過程中最不穩(wěn)定的狀態(tài)，在這種情況下機(jī)械密封摩擦副磨損加快，當(dāng)乙烯氣化量過大的情況下還可能推開密封面，導(dǎo)致密封失效。其次乙烯屬于易燃物質(zhì)，機(jī)械密封泄漏出的乙烯氣體直接排放到大氣中，該泵又處于罐區(qū)這個重大危險源的位置，給現(xiàn)場的生產(chǎn)帶來了很大的安全隱患，對環(huán)境也造成了污染。一級機(jī)封如有泄漏到火炬，保證工藝氣體不泄漏到大氣中。

1、具體檢修情況如下：

單獨分析故障率較高的乙烯泵P-201A，自2016年9月使用至今16個月，共計檢修更換密封4次，平均4個月檢修一次，檢修頻率較高，遠(yuǎn)低于原來預(yù)計機(jī)械密封壽命。

該泵使用的機(jī)械密封有兩個缺點，液態(tài)乙烯容易氣化，密封正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中靠近介質(zhì)側(cè)為液相，靠近大氣端會有部分氣化，形成氣液混相，這種狀態(tài)是機(jī)械密封運(yùn)行過程中最不穩(wěn)定的狀態(tài)，在這種情況下機(jī)械密封摩擦副磨損加快，當(dāng)乙烯氣化量過大的情況下還可能推開密封面，導(dǎo)致密封失效。其次乙烯屬于易燃物質(zhì)，機(jī)械密封泄漏出的乙烯氣體直接排放到大氣中，該泵又處于罐區(qū)這個重大危險源的位置，給現(xiàn)場的生產(chǎn)帶來了很大的安全隱患，對環(huán)境也造成了污染。若改為串聯(lián)式泵用干氣密封結(jié)構(gòu)，機(jī)械密封為主密封，對工藝介質(zhì)進(jìn)行密封;干氣密封作為輔助密封，一是通過惰性氣體增加主密封的背壓，提高機(jī)械密封端面液膜的完整性，減少端面磨損，延長機(jī)械密封壽命;二是將機(jī)械密封的泄漏出的工藝介質(zhì)收集起來，隨惰性氣體一起排往火炬，保證工藝氣體不泄漏到大氣中。對原機(jī)封密封環(huán)端面做微調(diào)，可以保證在主密封失效時介質(zhì)不會直接泄漏到環(huán)境中，同時采用高壓報警來監(jiān)測主密封，提前發(fā)現(xiàn)密封泄漏，提高整個裝置的安全性。同時，主密封正常微量泄漏的工藝介質(zhì)可以經(jīng)過密封腔收集排往火炬管網(wǎng)，裝置的環(huán)保也得到提高。

二、設(shè)計原則及選型依據(jù)：

1、應(yīng)用干氣密封的優(yōu)點

干氣密封是非接觸性密封，其特點是壽命長，可以實現(xiàn)零泄漏，可以消除因密封泄漏引起的安全飲隱患，減少物料損失，大大改善維修工人的勞動強(qiáng)度，減少接觸危險性化學(xué)物質(zhì)的次數(shù)，改善生產(chǎn)現(xiàn)場的空氣環(huán)境，體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的社會效益。同時，主密封失效后，二級干氣密封短時間內(nèi)起到備用密封的作用，防止工藝介質(zhì)向大氣泄漏，為泵的安全停止提供時間，對于輸送危險介質(zhì)來說，在一定程度上起了安全保護(hù)作用。

結(jié)合泵的實際工藝條件和現(xiàn)場公用工程條件，通過對輕烴罐區(qū)輕烴泵的結(jié)構(gòu)特點及工藝條件分析，結(jié)合現(xiàn)場的密封氣源的情況，為保證密封在任何時候介質(zhì)也不向環(huán)境泄漏，提高裝置的安全系數(shù)，決定采用集裝串聯(lián)式干氣密封結(jié)構(gòu)，密封氣選用管網(wǎng)低壓氮氣。干氣密封的改造不影響原密封安裝尺寸的通用性，不改變原設(shè)備的結(jié)構(gòu)和尺寸。

這臺泵介質(zhì)也為低溫乙烯，是烯烴中心改造的脫乙烯塔乙烯循環(huán)泵，是雙支撐的臥式泵，改造后使用效果非常好。乙烯泵出問題時就參照這臺泵改造的。乙烯泵未改泵效環(huán)的結(jié)構(gòu)，其余三處都做了改動。

2、干氣密封性能指標(biāo)

1、干氣密封氮氣消耗：小于0.4?標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時。

2、干氣密封使用壽命：3?年。

三、改造后效果預(yù)期：

1、設(shè)備維護(hù)方面

改造設(shè)計干氣密封使用壽命預(yù)計2-3?年，對比在其他廠同類裝置實際丙烯泵運(yùn)行了32?個月，乙烯泵運(yùn)行了33個月，基本達(dá)到了改造要求。此外，干氣密封的密封氣采用管網(wǎng)氮氣，密封為集裝式密封，使用過程中不需要任何維護(hù);同時，干氣密封壽命長，安裝簡單，減少了維修的工作量，也減少了維修密封時介質(zhì)的排空損耗?？梢哉f，改造后大大提高設(shè)備的長周期運(yùn)行，為裝置的長周期平穩(wěn)運(yùn)行提供了保證。

2、安全、環(huán)保方面

干氣密封采用二級串聯(lián)，可以保證在主密封失效時介質(zhì)不會直接泄漏到環(huán)境中，同時干氣密封可以采用高壓報警來監(jiān)測主密封，提前發(fā)現(xiàn)密封泄漏，提高整個裝置的安全性。同時，主密封正常微量泄漏的工藝介質(zhì)可以經(jīng)過干氣密封腔收集排往火炬管網(wǎng)，裝置的環(huán)保也得到提高。

3.先進(jìn)性及創(chuàng)新性

截止到2019年年初，新疆化工球罐區(qū)乙烯泵已運(yùn)行接近三年時間，三年時間中乙烯泵經(jīng)過多次檢修更換機(jī)械密封，常年連續(xù)運(yùn)行的乙烯泵P-201A/B、P-202A/B，從投用開始每4個月需更換1次機(jī)械密封，機(jī)械密封壽命沒有達(dá)到預(yù)期的效果。

經(jīng)過對機(jī)封問題的反復(fù)研究，公用工程生產(chǎn)中心對球罐區(qū)6臺乙烯泵機(jī)械密封進(jìn)行了改造。截止2020年9月，乙烯泵機(jī)封密封已連續(xù)運(yùn)行26～32個月，基本達(dá)到了改造要求。

4.成果的運(yùn)行成本

6臺乙烯泵機(jī)械密封改造后，有效降低了密封備件的采購費用，以乙烯泵P-201A單臺設(shè)備核算，改造前投用初期更換過機(jī)械密封2次，每臺原裝機(jī)械密封價格約為190000元，后期因原裝機(jī)械密封價格過高，改為廠家維修，每次約5000元，截止改造前共計花費390000元。改造后，乙烯泵P-201A已連續(xù)26個月未檢修更換過機(jī)械密封，由該泵原機(jī)械密封檢修周期4個月計算，平均單臺泵每年可以節(jié)約費用約15000?元，6臺乙烯泵每年共計可以節(jié)約費用約90000元。

5.應(yīng)用效果評價及推廣前景

改造后機(jī)械密封在此類介質(zhì)機(jī)泵在設(shè)備維護(hù)檢修、安全環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益各方面都有較大降本增效成績，在本項目上得到了驗證，同時在檢修費用、運(yùn)行管理、性價比等方面也表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

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