延長中試裝置軸流泵機械密封使用周期的探索

邢趙中 慕雪梅 仇國賢

（中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，甘肅 蘭州 730060）

延長中試裝置軸流泵機械密封使用周期的探索

邢趙中 慕雪梅 仇國賢

（中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，甘肅 蘭州 730060）

軸流泵是聚丙烯裝置的關鍵設備，機械密封是否正常關系軸流泵的穩定運行。通過對磨損機械密封部件原因分析，對應采取措施，提高了機械密封的使用壽命。

軸流泵；聚丙烯；機械密封

中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院下屬75Kg/h聚丙烯中試裝置是目前國內最大聚丙烯中試裝置。該裝置自2009年6月11日投用以來運行平穩，達到設計要求。

本文簡單介紹了裝置中由LAWRENCE PUMPS公司供貨的軸流泵。由于中試裝置承擔試驗任務特性導致停開頻繁，國內大多同類中試裝置軸流泵機械密封使用壽命為 6個月。本文對軸流泵機械密封磨損情況簡單介紹，希望對實驗裝置軸流泵的穩定運行有所幫助。

1 軸流泵簡介

1.1 軸流泵的結構

軸流泵是葉片式泵的一種，它輸送的液體不像離心式泵那樣沿徑向流動，而是沿泵軸方向流動的，所以稱為軸流泵。根據軸流泵安裝的位置可分為立式，斜式和臥式三種。根據葉片是否能調節迎角，分為固定式，半調節式和全調節式。通過葉片迎角的變化，可以調節泵的流量和揚程。它主要由泵體，泵軸，葉輪，導葉裝置和進出口管等組成。葉輪一般由2-6片彎曲葉片組成。導葉裝置外形成圓錐形或圓柱形。其作用是為了消除液體的旋轉運動并使之轉化為靜壓能，是液體流經導葉片所構成的流道后增加壓力，提高泵的效率。進口管為喇叭形的，出口通常為60或90的彎管，改變流體的流動方向，如圖1。

圖1 軸流泵剖面示意圖

1.2 軸流泵的工作原理

軸流泵的工作原理與電風扇相同，輸送液體不是依靠葉輪對液體的離心力，而是利用旋轉葉片的推力是輸送的液體沿泵軸方向流動。當電動機帶動泵軸旋轉后，由于葉片與泵軸軸線有一定的螺旋角對流體產生推力(升力)，將液體沿排出管推出，后面的液體沿進口管被吸進葉輪中。葉輪不斷旋轉，泵不斷地吸入和排出液體。軸流泵是一種高比轉速的泵，一般在 500～1000之間，因為比轉速越大，則揚程越低，而流量越大。所以其最大特點是揚程低而流量大。

1.3 軸流泵機械密封

來自外部的沖洗丙烯從殼體接口進入通過襯套與軸套間隙流向葉輪方向，進入環管與漿料混合。雙受壓密封使用兩個密封裝置。兩個密封裝置在隔離液中運作。隔離液的壓力高于沖洗丙烯壓力約0.25～0.3MPa，防止沖洗丙烯及丙烯漿料竄入密封副。除了冷卻和潤滑兩個密封外，隔離液還起到將運作從大氣中隔離的作用。可通過熱虹吸來實現系統循環，如圖2。

圖2 機械密封沖洗系統

2 機械密封損壞及分析

運行以來經過幾次檢修，從拆解情況看，存在以下現象：（1）介質側密封面中間磨損嚴重。（2）密封內存在絮狀雜質和介質顆粒。（3）補償環外側存在崩邊。見圖3、圖4。

圖3 密封靜環

圖4 密封補償環

針對現象分析存在以下失效原因：（1）介質顆粒進入密封部位，運轉中夾在介質側密封面之間，造成密封中間部位磨損嚴重且內漏，根本原因為實驗裝置從經濟性考慮選用PLAN32不是最優沖洗方案，效果不好。（2）儲液罐內存在絮狀雜質和其他顆粒，容易造成密封泄漏，應定期清洗儲液罐。（3）密封腔壓力相對過大，造成密封面外沿崩邊，注意管路泄壓不要過快，要緩慢泄壓，保證密封腔壓力不要瞬間產生過大背壓。

3 結束語

針對失效原因在檢修和操作過程中對應采取相關措施。最近一次機械密封長周期使用時間達到兩年。說明找準問題，采取正確的措施，便能夠大大提高設備的使用壽命，為從事設備管理與維護的行業人員拓展了工作思路。

Exploration on the use cycle of the mechanical seal of the axial flow pump in the pilot plant

The axial flow pump is the key equipment of the polypropylene plant, and the mechanical seal is the stable operation of the normal relationship axial flow pump. Through the analysis of the causes of wear mechanical seal components, the corresponding measures are adopted to improve the service life of the mechanical seal.

Axial flow pump; polypropylene; mechanical seal

TE9..

A....

1008-1151(2015)08-0071-02

2015-07-11

邢趙中（1972－），男，遼寧撫順人，中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心聚丙烯中試所副所長，工程師，研究方向為化工裝置機電儀設備維護、聚丙烯催化劑及新牌號評價；慕雪梅（1977－），女，供職于中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，研究方向為化學工程與工藝；仇國賢（1966－），男，供職于中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，研究方向為企業文化建設。