油庫卸油棧臺卸油泵機械密封損壞分析

王啟華

(廣東粵華發電有限責任公司，廣東 廣州 510731)

油庫卸油棧臺主要用于卸汽車油槽車的重油，其卸油泵一般可選用往復泵、離心泵、螺桿泵和齒輪泵。往復泵體積大，價格較貴，運行費用高，并需經常維護，現已較少選用。離心泵因容易造成泵抽空現象，起動不方便，也不適用于掃槽罐，所以很少單獨使用。現在使用較多的是螺桿泵或齒輪泵。粵華發電有限責任公司汽車油槽車卸油系統就采用螺桿泵，但在使用中也出現過機械密封磨擦損壞的情況。為此，通過對其運行方式、維護等情況進行分析，采取有針對性的措施，以延長機械密封的使用壽命，減少設備的維護費用。

1 系統和設備情況

該廠油區油泵房內裝有2臺裝車泵，原設計是用于將重油罐的油品往油罐車裝油。裝車泵選用雙螺桿容積式泵，其設計出口壓力為0.6MPa。1號裝車泵的流量為110 m3/h，2號裝車泵的流量為153 m3/h。根據該廠的業務要求，在油區增加了1個臨時卸車油平臺，其卸油系統、設備是利用原有的油管和裝車泵設備經適當改進而成的，所用的卸油泵即為原有的裝車泵。

2 設備運行情況分析

一般而言，螺桿泵工作時其螺桿與螺桿之間、轉動件與固定件之間是利用自身輸送的介質作為潤滑劑的，摩擦面處于液體摩擦狀態。在油罐發油裝車的工作中，油泵的進口有足夠的正壓，能滿足螺桿泵的運行要求，所以，裝車泵運行很平穩，無噪音。

在卸油罐車油品進油罐的工作中，由于油罐車出油軟管常用4英寸的橡膠管，阻力較大，裝車泵卸渣油時，油泵進口濾油器前的壓力只有-0.04MPa左右。經統計，卸完60 t的油品，需要50～60min。由于油罐車的出油軟管過流面積過小，阻力大，流量滿足不了螺桿泵的工作要求，使螺桿泵進口側處產生較高負壓。由于螺桿泵進口側處于較高負壓狀態下，使螺桿泵的機械密封處漏入空氣。螺桿泵進空氣后，使螺桿泵運轉不穩定，轉子發生振動、竄動現象，泵體內發出較大的噪音。同時，由于機械密封面漏入空氣，使機械密封面的潤滑油劑減少，滿足不了機械密封面的潤滑要求。此時，會使機械密封面由液體摩擦狀態轉變為界面摩擦狀態，摩擦系數、摩擦力增大，使機械密封面磨損，再加之由于螺桿泵運轉不穩定，轉子有較大的振動和竄動，更增加了機械密封面的磨損。

另外，操作人員在油罐車油品卸空后，為了防止漏油，采用先關閉螺桿泵進口管的卸油閥，然后再通知值班室人員按鈕停泵的方法，該過程需要1～2min。但由于螺桿泵在抽油罐車罐底油品的過程，泵體內的油品已很少，在油罐車抽空，卸油閥關閉后，螺桿泵體內嚴重缺油，不滿足螺桿泵各潤滑面的潤滑要求。此時，泵體內負壓很高，大量空氣從機械密封面漏入泵體，使機械密封面嚴重缺少潤滑油劑，磨損嚴重。

根據裝車泵卸渣油時的運行狀態可發現，當油泵進口濾油器后的壓力下降至-0.07MPa左右時，油泵的振動、竄動現象就較嚴重，泵體內會發出較大的噪音。

從裝車泵的解體檢查中又發現，由于油泵發生較大的振動、竄動現象，使機械密封的動環出現脫位現象。當機械密封的動環脫位后，由于機械密封的動、靜環間的密封面接觸不良，容易使密封面磨損，也會造成油泵軸端密封漏油。

從上述分析可知，機械密封面磨損的主要原因是油泵進油管阻力大，使油品供給不足，以及操作不當，造成機械密封面嚴重缺少潤滑油劑，工作狀態惡劣，并且油泵運轉不穩定，轉子有較大的振動和竄動，更加快了機械密封面的磨損。

3 采取的措施

根據上述分析，考慮到一般油罐車的出口油管大多是采用4英寸的橡膠軟管，可采取以下措施。

(1) 在卸油罐車操作時，應考慮到油品的粘度、溫度，對油品流動性的影響，當油品的流動性差時，應使用流量較小的1號泵卸油。

(2) 螺桿泵啟動前必須做好暖泵工作，然后開啟螺桿泵進口管的卸油閥，進行油泵充油，待油泵充滿油后，盤車靈活，才能啟動油泵。

(3) 盡量避免螺桿泵在抽油罐車罐底油時長時間運行。油罐車卸空后，考慮到泵進口前油管道較長，管道內油品已被抽空，因此應先將螺桿泵進口管卸油閥關小，然后通知值班室人員停止運轉螺桿泵，再迅速全關閉進口管卸油閥。

(4) 由于螺桿泵進口管道阻力大，泵進口處壓力過低會引起螺桿泵運行的振動，因此在符合有關設計規范的前提下要盡量縮短螺桿泵的進口管道長度，盡量減少閥門、彎管的數量。

(5) 螺桿泵進口前的濾油器，在運行中如被雜物堵塞，會減少濾油器的有效流通面積，從而增加螺桿泵進口管道阻力。因此要選用流通面積與進口管斷面積的比值較大的濾油器，如可選用比值為30或更大的濾油器。可選用規格為10目/英寸的濾布，必要時也可以選用網孔更大的濾布。

(6) 為了能及時清理被雜物堵塞的濾油器，可考慮在螺桿泵進口管道上并列安裝2個濾油器，一個運行，另一個備用。當運行的濾油器被雜物堵塞，濾油器前、后的壓力差增大到一定數值時，就轉換備用的濾油器運行，并及時清理被雜物堵塞的濾油器，以減少螺桿泵進口管道阻力。

4 結論

通過對卸油罐車系統、設備的運行分析，并采取了有效的措施后，螺桿泵機械密封損壞的現象大大減少，機械密封的使用壽命大大延長。據統計，采取措施前，1號裝車泵機械密封的使用壽命很短，如機械密封更換后，只使用了8天，只卸渣油約1600 t，機械密封就損壞，漏油大。采取有效措施，將1號裝車泵機械密封更換后，使用了6個月，卸渣油約22000 t， 機械密封仍正常，無漏油現象，可見成效顯著。

1《電廠燃油設計》編寫組.電廠燃油設計(第二冊)[M].湖北：湖北省電力設計院，1977.