延長高壓臥式柱塞泵的運行周期

許小平 任聰 張孟（中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化公司，甘肅 蘭州 730060）

8000噸/年C5加氫石油樹脂裝置加氫反應器進料泵，其作用是向加氫反應器輸送物料，是裝置的關鍵設備之一。泵出口壓力17.7MPa，流量4.6-5.6m3/h，介質溫度190℃且粘度很大。目前裝置有立式三柱塞往復泵和臥式三柱塞往復泵各一臺，均為進口泵。其中立式往復泵長期單臺運行，由于柱塞填料周期性泄漏，每兩個月就將停工檢修一次；臥式三柱塞往復泵由于密封填料泄漏更為嚴重從2008年停用至今。

1 泵在使用過程中存在的問題

(1)臥式泵泵頭柱塞填料和單項閥密封處漏量大，有易燃物料和氫氣漏出，影響裝置穩定運行，存在安全隱患。

(2)立式泵泵頭柱塞填料密封處漏量大，有易燃物料和氫氣漏出，影響裝置穩定運行，存在安全隱患。

針對以上問題，將臥式三柱塞往復泵作為改造對象，經過分析填料密封特性，并進行多次試驗，選擇了填料材料和填料結構，對泵的柱塞填料密封進行了改進，達到兩個泵互相切換的目的，確保裝置長周期穩定運行。并將改進方法推廣于進口立式三柱塞往復泵，延長其運行周期。

2 改造方案的確定

2.1 填料材料的選擇

戈爾（GFO纖維）盤根是由膨體聚四氟乙烯纖維、石墨和一種耐高溫潤滑劑結合而成。質地柔軟，易被擠壓，回彈性好，無水解作用，摩擦系數低，但在17Mpa、190℃并且富含C15、C20、Cl-1、OH-1的強腐蝕性介質中耐久性較差。

成型四角芳綸碳纖維盤根四角采用高強度芳綸纖維，復合導熱性極強的碳纖維，浸漬PTFE及潤滑劑，經編織而成，根據填料函尺寸定制加工成型。具有強度高、導熱性好、摩擦系數小等優點，特別適用于高壓部位的密封。

經過比較選擇我們決定用戈爾（GFO纖維）盤根和四角芳綸碳纖維盤根同時用作往復泵密封填料進行比較試驗。

2.2 單向閥密封墊片材料選擇

經過對物料特性和泵單向閥結構特點分析，我們對泵單向閥墊片采用退火處理的紫銅墊。同時將泵進出口法蘭材料改用鉻鉬鋼，提高法蘭強度，并將螺栓孔由四個增加至八個，用高強度螺栓對稱緊固，確保單向閥墊片在泵頭內壓緊。

3 改造的實施

(1)對臥式三柱塞往復泵填料結構采用雙重壓蓋式填料密封。堵上填料沖洗下接口，從上接口配了一條管線，將填料微漏液引入系統中低壓容器，循環使用，避免了物料與沖洗液體互竄[1]。

(2)根據柱塞與填料函尺寸，將方形戈爾填料延45°切下，每三圈填料壓一個銅環，每圈填料接口錯開120°；安裝至東、中兩個填料函中；同時將成型四角芳綸碳纖維盤根安裝至西側填料函中。

(3)重新修訂檢修規程，對檢修方案進行了改進，為了便于檢修自己制作了專用工具。

當每一層成型填料裝入填料函后，用專用工具壓緊、壓實并確保沒有壓偏。在高溫高壓的設備填料裝配完后，在運行過程中，要進行熱緊，壓緊力度適中。

改變檢修工作習慣，新增對填料函運行期間的維護工作。填料預緊力的調節；更換物料屬性對填料壓蓋的科學性調節；確保溢流管的暢通；定期給填料加注潤滑油等工作。延長柱塞填料的壽命。

4 改造后的效果

(1)選用質地柔軟，韌性和回彈性好，無水解作用，摩擦系數低，抗腐蝕性能好，耐高溫的成型四角芳綸碳纖維盤根作為高壓柱塞泵的填料比較理想。如表1所示

表1 填料運行時數對比

(2)采用雙重壓蓋式填料密封，將加入沖洗接口改為泄漏口時，可在主填料失效后，通過泄漏口將微量泄漏物料回收至系統低壓容器，同時緊固副填料壓蓋，可保證填料繼續使用10～15天，確保我們為設備切換檢修做出充分準備。

(3)成型四角芳綸碳纖維盤根減少了純手工剪切帶來的誤差，優化了檢修程序，提高了檢修精度，從而延長了填料的使用壽命。

5 效果及意義

用在高溫高壓高粘度、易燃易爆工況下的三柱塞往復泵，必須運行平穩、安全可靠、操作簡單、檢修方便。

(1)根據工況選擇了合適的填料。依據填料密封機理，設計了填料與銅環的規格，有效延長往復泵填料使用壽命。

(2)通過這次成功改造，可以滿足特殊介質的輸送，實現了兩臺柱塞泵相互切換的目的，保證裝置的安穩長滿優運行。同時，為改造其他類似設備積累了技術和管理方面的經驗。

(3)減輕了崗位人員的作業負擔，減少了因為泄漏對環境的影響。在新安全環保法實施的情況下，延長運行周期及減少泄漏意義更為重大。

[1]高壓往復泵填料泄漏分析及改造[J].許喜紅,雷杰,劉家懿.流體機械.2008(01).