催化裂化裝置高危機泵的改造

高燕清，樸澤林，周柏成，王威威

（1.中國石油吉林石化公司煉油廠,吉林吉林 132002；2.中糧生化能源（公主嶺）有限公司，吉林公主嶺 136100）

0 引言

在催化裂化裝置生產過程中離心泵的運行好壞是確保裝置安全平穩生產的關鍵。近些年隨著科學技術的日益發展，技術水平的不斷提高及新材料、新技術在煉油行業的廣泛應用給機泵的平穩運行提供了有力的保障。通過對高危機泵進行改造，大大降低了關鍵機泵由于機械密封原因造成的設備損壞給裝置安全生產帶來的不利影響，實現了設備的本質安全。

針對重油催化裂化裝置高危機泵在改造后的運行情況來看，良好的運行工況對機械密封使用壽命起到了決定作用，2011年裝置對第一批高危機泵油漿泵和回煉油泵進行改造至今未發生一起由于機械密封原因產生的突發性泄漏。在隨后的一年時間里為徹底消除機泵隱患，車間按照中油的關于加強高危機泵改造的相關要求對裝置所有屬于高危機泵的設備進行了集中改造，改造后運行情況良好實現了設備的本質安全。

1 高危機泵定義

高危機泵按照中油標準分為高溫熱油類、輕烴類和有毒有害類。高溫熱油類高危機泵輸送介質最高運行溫度≥自燃點或介質溫度＞200℃，例如油漿泵、回煉油泵等。輕烴類高危機泵輸送介質為大氣壓力下非常容易揮發的烴類物質，一般指C5或更輕的烴類物質的單體或其混合物，例如穩定塔頂回流泵、凝縮油泵等。有毒有害類是在其生產、使用或處置的任何階段，都具有對人、其他生物或環境造成潛在危害特性的物質，例如催化裝置的酸性水管道泵等。

2 高危機泵概況

吉林石化公司煉油廠Ⅱ催化裂化裝置（70萬t/a）于1990年10月投入生產，2011年窗口短停檢修過程中，對油漿泵、回煉油泵、穩定塔頂回流泵進行高危機泵改造，2012年對其余高危機泵進行改造，改造后高危機泵機封泄漏率大大降低。根據日常維護統計（以油漿泵為例），改造后的油漿泵串級密封實現連續運行3 a。高危機泵改造后密封形式分為雙端面機械密封和干氣密封兩種，根據實際運行中各機泵的具體情況進行設計和改造，沖洗方案主要有PLAN53A+32（圖1），PLAN53B，PLAN52+11和 PLAN72+PLAN76+11（圖2），見表1。目前干氣密封采用的氣源介質是氮氣，雙端面機械密封隔離液罐內介質為10#工業白油。

3 改造措施

3.1 高危機泵二級密封微漏隔離液

高危機泵改造過程中，串級密封隔離液罐內密封液采用KTP46汽輪機油與循環水進行換熱以降低二級密封端面溫度。實際的運行過程中發現二級密封存在微漏隔離液現象，長時間運行后泄漏量有擴大趨勢。對串級密封罐內隔離液警醒油液分析發現，目前采用的KTP46汽輪機油含添加劑較多，成分較復雜，實際運行過程中其導熱性及理化性能影響密封的使用，造成端面滲漏隔離液。通過與油品供應商的溝通及對油品理化性能的了解后決定將KTP46汽輪機油更換為10#工業白油，更換后泄漏量明顯下降。在日常維護中發現，10#工業白油的導熱性能較好，能在一定程度上降低密封的工作環境溫度，并且機封在長時間運行后泄漏量較之前采用的KTP46汽輪機油有明顯的下降，并且泄漏量沒有明顯擴大趨勢，從根本上解決了二級密封端面泄漏給機封造成的隱患。10#工業白油與KTP46汽輪機油理化指標對比見表2。

圖1 高危機泵沖洗方案（PLAN53A+32）

圖2 干氣密封方案（PLAN72+PLAN76+11）

3.2 改善高危機泵密封腔運行環境

為防止機封內部補償原件處結垢及雜質進入密封腔造成機封泄漏，引入沖洗介質為密封提供良好的工作環境，提高機械密封的使用壽命。催化裂化裝置高溫熱油泵大多采用比較干凈的輕柴油作為沖洗液，投用過程中應控制沖洗液的溫度、壓力和流量。為了更好地控制外沖洗液的流量，在進入密封的沖洗管線上增加壓力指示、流量顯示，防止沖洗液投用過程中引起機泵抽空。此外，為防止沖洗液進入雜質，在總管上增設過濾器，確保沖洗液的清潔。正常生產過程中機泵備用時，外沖洗液處于投用狀態，密封腔處于良好的工作環境中，防止介質長時間不流動導致密封腔介結，引起機封的泄漏。日常的維護過程中發現，冷油泵（輕質油泵）大多采用自沖洗（從泵出口引出管線到機封的密封腔做沖洗液）。實際運行過程中，由于自沖洗介質清潔度達不到要求，嚴重影響了高危機泵密封的長周期運轉。對此改良沖洗方案，在沖洗管線上增加過濾器后，問題得到徹底解決。

表1 催化裂化裝置高危機機械密封沖洗方案

表2 潤滑油油品指標分析對照表

3.3 高危機泵報警聯鎖的投用

為更好地對現場高危機泵串級密封進行監控，改造過程中在串級密封隔離液罐增設高低液位報警和壓力報警。根據各高危機泵運行參數合理選擇壓力報警值。高危機泵采用0.8 MPa氮氣作為氣源，由于高危機泵各泵腔的壓力不同，在氣源管線各分支安裝減壓閥調整氮氣進入隔離液罐的壓力，壓力報警值通常設定在比罐壓力高0.1 MPa或低0.1 MPa（針對不同的沖洗方案）。例如Ⅱ催化油漿泵出口壓力1.1 MPa，隔離液罐減壓后的氣源壓力0.4 MPa，壓力報警值設定0.3 MPa，串級密封發生泄漏時會觸發低液位及壓力報警，監控人員能迅速采取措施切換泄漏機泵，確保不發生大的事故。

干氣密封機泵現場氣源為氮氣，通過減壓閥控制氣源入密封壓力0.3 MPa左右，控制干氣密封流量（0.5～0.8）m3/h，泄漏的氮氣排放到火炬系統，監測手段采取放火炬壓力高報警。

4 改造效果

催化裂化裝置高危機泵改造后，各關鍵機泵密封運行情況穩定，較改造前密封的泄漏率明顯下降，降低了機泵的故障率，給催化裂化裝置的長周期穩定運行提供了有力保障，實現了機械密封的長周期運行。