乙烯裂解裝置急冷油泵磨損故障應對策略

魏志剛 孫 博 宋艷會 張友冬 張曉琴 楊麗華

（中國石油撫順石化公司，遼寧 撫順 113008）

·潤滑與密封·

乙烯裂解裝置急冷油泵磨損故障應對策略

魏志剛 孫 博 宋艷會 張友冬 張曉琴 楊麗華

（中國石油撫順石化公司，遼寧 撫順 113008）

介紹了急冷油泵在乙烯裂解裝置中的重要作用，以及急冷油泵機械密封使用方案，根據急冷油泵在實際運行中所發生的故障情況，分析了故障的主要原因是機械密封系統的冷卻蒸汽串進潤滑油系統，導致潤滑油乳化，進而引起轉動部件的磨損，文中對如何避免機泵磨損故障提出了應對策略。

乙烯裂解；急冷油泵；密封方案；冷卻蒸汽；限流孔板

一、工藝簡介

乙烯裂解是烴和蒸汽的混合物在裝置裂解爐中通過高溫裂解，形成復雜的富含乙烯和其它烯烴混合物的工藝工程。中國石油撫順石化公司烯烴廠乙烯裂解裝置設計加工量為80萬t／年，裝置的操作彈性是60%～110%。該裝置采用的是美國斯通韋伯斯特(S&W)公司的專利技術，主要由裂解、急冷、壓縮、冷分離、熱分離、制冷等單元組成。急冷油泵是乙烯裂解裝置急冷單元的關鍵設備，通過急冷油泵從急冷油塔底抽出急冷油送往后續流程，實現裂解氣的急冷、熱量的回收以及產生稀釋蒸汽，所以，急冷油泵的運行狀況直接影響急冷單元的運行與循環，也直接影響整套裝置能否平穩生產運行。

二、急冷油泵簡介

乙烯裂解裝置急冷油循環泵型號為16HQS-356，屬于單級雙吸兩端支承徑向剖分式離心泵，正常/額定流量為2531/3037.5m3/h，揚程為100.61m，轉速為980r/min，功率為1050kW，介質溫度為210℃，機泵密封方案為32+62方案，美國FLOW SER V E公司生產。該泵自開工投用以來多次出現故障，故障現象基本都是機械密封泄漏、前后軸承嚴重損壞、主軸磨損、喉部襯套與軸套發生咬合等，見圖1、2、3。

對故障設備維修處理的內容基本都是對泵蓋的喉部襯套進行車削處理，對軸套用壓力機強行拆卸，更換喉部襯套與軸套，更換主軸、軸承、機械密封，對轉子做動平衡，前期所采用的備件都屬于進口備件，所以，每次機泵冷油泵出現嚴重故障都會造成很大的經濟。

圖1 主軸出現嚴重磨損

圖2 喉部襯套與軸套發生咬合磨損

圖3 軸承磨損（聯軸端已經完全碎裂）

三、設備故障原因分析

1.直接原因

該泵采用了32+62密封方案，為防止機械密封結焦并降低機械密封的工作溫度，該方案需要通入低壓冷卻蒸汽，但設計中低壓蒸汽的流通沒有限流孔板，只通過手動開、關球閥調節；所以，在調節蒸汽流量時存在蒸汽量過大的情況。過量的蒸汽串入軸承箱導致潤滑油乳化，進而導致軸承損壞（見圖4），整個轉子系在泵體內失去平衡，旋轉過程中出現嚴重硬性偏磨，導致機械密封動環損壞并泄漏、泵軸被磨損、前后喉部襯套內圓磨損、喉部襯套與軸套咬合。

圖4 機泵軸承與密封位置圖

2.間接原因

（1）該泵在裝置最初開工期間多次出現故障，泵軸前期已經出現磨損，當時沒有對其進行徹底處理或更換，所以之后出現的故障現象跟以前一樣，同樣更換了機械密封、軸承、喉部襯套與軸套。

（2）該泵在蒸汽能夠正常供給的情況下長期運轉，沒有進行定期切換，加速了轉動部件的磨損。

（3）操作與巡檢不到位，沒有精心調節機械密封冷卻蒸汽量，沒有及時發現潤滑油乳化并及時更換。

四、應對策略

（1）改進機泵的密封方案，將32+62密封方案改為32+53A或32+53B或32+54密封方案。方案改進后，機械密封改為了雙端面密封，可以在密封泄漏時及時發現，避免出現因泄漏引起的著火等惡性事故；取消了冷卻蒸汽就不再存在蒸汽串入軸承箱的問題。

（2）通過精確計算為蒸汽增加限流孔板，這樣可以避免由蒸汽過量而串入軸承箱。

（3）在軸承擋油環外部增加蒸汽擋板，擋板外側設計開式葉片，擋板隨泵軸一起旋轉，葉片旋轉過程中產生氣流，可以阻止過量蒸汽向軸承箱側反串。

（4）在擋油環的內圓上增加一道O型圈，阻止過量蒸汽向軸承箱側反串。

（5）將泵側軸承箱的潤滑形式改成強制潤滑，此種方案比較復雜，需要現場增加潤滑油站、配管、鋪設電纜等工序。

（6）精心調節機械密封冷卻蒸汽量，加強巡檢，及時更換潤滑油。

（7）在用與備用機泵定期切換，避免透平驅動泵長期運轉而導致易損件疲勞。

五、結語

2015年1月在擋油環的內圓上增加一道O型圈至今，該泵再也沒有出現之前的磨損故障，實現了長周期、安全運行。

TQ 221.211

B

1671-0711（2016）04-0072-02

2016-03-12）