反應(yīng)進(jìn)料泵機(jī)械密封系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)

王建锃

（大慶煉化公司 煉油生產(chǎn)一部 黑龍江 大慶 163411）

引言

大慶煉化公司柴油加氫裝置反應(yīng)進(jìn)料泵為兩端支撐、徑向剖分、雙殼體式多級離心泵（BB5），帶有獨立潤滑系統(tǒng),該泵的設(shè)計廠家為蘇州蘇爾壽泵業(yè)，于2014年末開始服役于柴油加氫裝置，配備由丹東克隆設(shè)計的雙端面機(jī)械密封，采用輔助系統(tǒng)為P21+53A的沖洗形式，在2014年裝置初始開工期間，該機(jī)械密封泄漏多達(dá)7次，經(jīng)丹東克隆廠家總工程師帶隊多次改進(jìn)升級，共計更換機(jī)械密封11套，仍無法解決機(jī)械密封泄漏大的問題，開工進(jìn)度因此受阻，為保證裝置如期開工，該泵機(jī)械密封更換為在公司范圍內(nèi)使用效果較好的西安永華機(jī)械密封，更換后的機(jī)械密封仍采用P21+53A形式，更換后西安永華較丹東克隆機(jī)械密封泄漏量有所緩解，保證了順利開工，但機(jī)封仍然泄漏超標(biāo)，2014-2015年經(jīng)西安永華2次改進(jìn)密封，機(jī)械密封泄漏量最終維持在約1滴/2秒，可以維持機(jī)泵運行。

1 在機(jī)械密封形式方面的技術(shù)改進(jìn)

針對這一難題，丹東克隆和西安永華兩家密封企業(yè)經(jīng)過縝密的技術(shù)分析表明，采用雙端面機(jī)封（圖1）泄漏的主要原因為該泵軸頸較粗、出入口壓差大，軸向推力大，機(jī)械密封動、靜環(huán)摩擦副局部產(chǎn)生的熱量較多且不容易及時導(dǎo)出，導(dǎo)致泄漏無法根除。

圖1 雙端面機(jī)械密封P21+53A

為徹底消除該泵機(jī)械密封泄漏，經(jīng)多次同類裝置調(diào)研，2015年裝置技術(shù)人員提報技改技措對反應(yīng)進(jìn)料泵進(jìn)行干氣密封改造。在與多個密封廠家研究探討后，最終選擇本公司使用效果較好且有較多使用經(jīng)驗的成都一通干氣密封。并于2015年8月對P101A進(jìn)行干氣密封改造，更換的干氣密封采用P72+75方案（圖2）[1]，干氣密封改造后使用效果有較大改善，解決了密封外漏的問題，只在密封凝液罐中有少量內(nèi)漏。之后在2017年和2018年2次對干氣密封進(jìn)行升級改進(jìn)，改進(jìn)后的干氣密封幾乎無泄漏。同時密封運行時間由原來的3-4個月，延長到目前的1年半左右。經(jīng)過3年的探索和改進(jìn)，裝置成功解決了反應(yīng)進(jìn)料泵機(jī)封泄漏的問題。

圖2 為串聯(lián)式干氣密封P72+75

2 在機(jī)械密封結(jié)構(gòu)方面的技術(shù)改進(jìn)

加強落實公司提質(zhì)增效工作，為降低上游裝置空冷風(fēng)機(jī)能耗，柴油加氫裝置精制柴油空冷風(fēng)機(jī)能耗以及加熱爐燃料氣能耗，需要提高反應(yīng)進(jìn)料泵進(jìn)料溫度，原進(jìn)料溫度一直保持在60-65度時，機(jī)械密封運轉(zhuǎn)一切正常，無泄漏，當(dāng)溫度提高至70-75度時，機(jī)械密封的一級密封出現(xiàn)些許的泄漏，于是提溫措施擱淺，為了保證進(jìn)一步提溫，該設(shè)備能夠安全平穩(wěn)運行，需對現(xiàn)使用機(jī)封進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的技術(shù)改進(jìn)。

對現(xiàn)有機(jī)械密封泄漏的原因分析表明：一方面，由于一級密封動靜環(huán)處有少量積炭和高溫變色，導(dǎo)致摩擦副機(jī)構(gòu)表面貼合度變差，引發(fā)的泄漏，另一方面，由于一級密封補償機(jī)構(gòu)內(nèi)雜質(zhì)沉積較多，造成動環(huán)和彈簧座卡澀，同時雜質(zhì)堆積影響彈簧伸縮，從而影響整個補償機(jī)構(gòu)的正常工作，造成第一級密封的泄漏，當(dāng)介質(zhì)溫度升高，粘度下降，動靜環(huán)端面形成的液膜滲透能力增強，導(dǎo)致隨著溫度升高泄漏量增大。

通過原因分析 ，在結(jié)構(gòu)上對機(jī)械密封進(jìn)行改進(jìn)，避免上述問題的出現(xiàn)，首先針對積碳、高溫變色的問題，采取了在機(jī)械密封動環(huán)表面外緣開“動壓槽”如圖3的方法，將接觸式密封端面形成穩(wěn)定的液膜，提高潤滑性，降低摩擦熱量，避免由于高溫使得油膜積碳，引發(fā)端面不平整，導(dǎo)致介質(zhì)油泄漏[2]。其次針對補償機(jī)構(gòu)卡色的問題，采取了增加甩沙孔的措施，由原來的6個增加至18個，并加強了彈簧座的強度，可以更好地將顆粒型及粉末型雜質(zhì)及時甩出，保持補償機(jī)構(gòu)彈簧及彈簧座清潔，保證良好的伸縮性能，避免由于介質(zhì)微量雜質(zhì)導(dǎo)致補償機(jī)構(gòu)失去彈性而引發(fā)的泄漏如圖4[3]。改進(jìn)后的機(jī)封在進(jìn)料溫度為70-75度時，使用效果很好，一級密封無泄漏。

3 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

按照加工量130t/h，進(jìn)料溫度由60度提升至75度計算，裝置在燃料氣和用電量方面可產(chǎn)生較大效益。

（1）燃料氣方面：通過柴油焓值和燃料氣低發(fā)熱值計算，提溫后燃料氣用量每小時減少0.13噸，每天降低3.2噸，效益約5000元/天。

（2）用電量方面：目前由于進(jìn)料和產(chǎn)品換熱效率提升，導(dǎo)致產(chǎn)品出裝置空冷風(fēng)機(jī)A203停運或降負(fù)荷可節(jié)電約700多度/天，效益約500元/天 。

綜合以上，考慮加工量變化，估算本次干氣密封改進(jìn)后產(chǎn)生效益約150-200萬/年。

4 結(jié)束語

該反應(yīng)進(jìn)料泵的機(jī)械密封經(jīng)歷了更換生產(chǎn)廠家、形式上的改進(jìn)、結(jié)構(gòu)上的升級，逐步實現(xiàn)了裝置的順利開工、平穩(wěn)運行、提制增效的三個階段，不僅給裝置開工以及日常生產(chǎn)帶來了福音，而且大大降低了公司的生產(chǎn)成本，使得公司在石油化工行業(yè)具備獨特的競爭力。