堿循環(huán)泵機(jī)封泄漏分析及改進(jìn)

劉為

摘要：石油煉化企業(yè)機(jī)泵多走易燃、易爆等高危險(xiǎn)性介質(zhì)，機(jī)械密封泄漏后會(huì)造成嚴(yán)重后果。本文對(duì)大慶石化公司化工一廠乙烯車間（E3裝置）ET-3311塔堿循環(huán)泵EP-3311泵機(jī)械密封泄漏問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析并淺談改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封 泄漏 分析 改進(jìn)

一、背景

大慶石化公司化工一廠E3乙烯裝置主要由原料預(yù)處理及裂解、急冷、壓縮、分離、制冷和公用工程等單元組成。通常裂解氣中含有酸性氣體CO2、H2S和其他氣態(tài)硫化物，他們主要由裂解原料中帶入，或者由爐管中焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成，或者因裂解爐中殘存的氧氣與烴類反應(yīng)生成。酸性氣體會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒，導(dǎo)致下游設(shè)備腐蝕，在低溫下會(huì)結(jié)冰造成冷分餾系統(tǒng)堵塞。乙烯裝置脫除酸性氣體最常用的方法就是堿洗法。2014年，為提高的CO2處理能力，增加裝置的輕烴投料量，經(jīng)流程改造，E3裝置在原有堿洗塔ET-3312的基礎(chǔ)上新增ET-3311堿洗塔，將原有的ET-3312塔的洗滌水循環(huán)泵EP-3315泵改變?yōu)镋T-3311塔的堿循環(huán)泵EP-3311泵，介質(zhì)由鍋爐給水變成濃度為2%的堿液。

二、機(jī)械密封常見失效原因

通常機(jī)械密封失效的原因有以下幾種：1.由于介質(zhì)的腐蝕性引起的失效，通常采用自沖洗方式進(jìn)行循環(huán)沖洗，使密封腔內(nèi)介質(zhì)不斷流動(dòng)更新可以有效防止該類腐蝕發(fā)生，另外，密封材質(zhì)的選擇也是有效防止腐蝕失效的方式之一；2.由于磨損引起的失效，磨損失效是機(jī)械密封經(jīng)常出現(xiàn)的一種失效形式，當(dāng)機(jī)械密封摩擦副表面之間存在異物。3.由于過(guò)熱損傷引起的失效，在密封面處若發(fā)生了干摩擦、冷卻水中斷等情況下機(jī)械密封會(huì)發(fā)生熱裂現(xiàn)象，導(dǎo)致環(huán)面出現(xiàn)徑向裂紋，從而導(dǎo)致失效；4.由于橡膠密封圈老化、變形引起的失效，橡膠老化表現(xiàn)為橡膠變硬，強(qiáng)度和彈性變低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)開裂，致使密封性能喪失；5.安裝不正確，安裝過(guò)程夾帶雜質(zhì)等都會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)械密封的壽命。

三、問(wèn)題分析

起初該臺(tái)離心泵為大連蘇爾壽泵及壓縮機(jī)有限公司制造，沖洗方案為11+62，輸送介質(zhì)為鍋爐給水，經(jīng)過(guò)2014年改造變?yōu)镋T-3311塔的堿循環(huán)泵后，其輸送介質(zhì)變?yōu)闈舛?%的堿液。但在運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械密封處有堿液泄漏，在更換新機(jī)封后對(duì)其觀察，發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行一段時(shí)間后仍有堿液泄漏，經(jīng)分析應(yīng)是機(jī)封材質(zhì)已不滿足現(xiàn)在所走介質(zhì)的需求。

沖洗方案11：從泵的出口通過(guò)限流孔板到密封的循環(huán)過(guò)程。沖洗液進(jìn)入密封腔靠近機(jī)械密封端面處沖洗端面，然后穿過(guò)密封腔回流到泵。

沖洗方案62：從外部對(duì)密封端面的大氣側(cè)引入沖洗液。沖洗液體可以是低壓流體、氮?dú)饣蚯鍧嵉乃?。這種方案用于單端面密封以排出氧氣的存在，防止焦化（如高溫碳?xì)浠衔锏墓r）和沖走動(dòng)態(tài)密封元件附件的不想要的物質(zhì)（如腐蝕性或含鹽的工況）。

四、解決方案

經(jīng)分析，因泵內(nèi)介質(zhì)的改變對(duì)原機(jī)械密封的性能有很大影響，故根據(jù)現(xiàn)在的介質(zhì)（濃度為2%的堿液），對(duì)該機(jī)封進(jìn)行了改造，新機(jī)封的結(jié)構(gòu)形式如圖1。

由改造前后的結(jié)構(gòu)來(lái)看，在機(jī)封的結(jié)構(gòu)和沖洗方案方面并無(wú)明顯變化，主要改進(jìn)的還是機(jī)械密封的材質(zhì)方面，具體材質(zhì)變化如下：

（1） 動(dòng)環(huán)的材質(zhì)由原來(lái)的浸銻石墨變更為浸樹脂石墨。

（2） 靜環(huán)的材質(zhì)由原來(lái)的反應(yīng)燒結(jié)SIC變更為無(wú)壓燒結(jié)SIC。

（3） 橡膠O形圈的材質(zhì)由原來(lái)的全氟醚材質(zhì)變更為乙丙橡膠。

五、結(jié)論

在對(duì)原有機(jī)械密封進(jìn)行改造，動(dòng)環(huán)、靜環(huán)以及O形橡膠圈的材質(zhì)進(jìn)行更換后，大慶石化公司化工一廠E3乙烯裝置EP-3311堿循環(huán)泵現(xiàn)已能滿足介質(zhì)由鍋爐給水變成濃度為2%的循環(huán)堿液這種工況，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)且不發(fā)生泄漏。

我裝置現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備較多，而機(jī)械密封的應(yīng)用正是保證這些轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備可以長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)泄漏發(fā)生的關(guān)鍵之處。通過(guò)對(duì)機(jī)械密封失效的研究和分析，可以使我們更好地了解各種形式機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)、沖洗方案以及注意事項(xiàng)，對(duì)今后對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)、維護(hù)和保養(yǎng)有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王順學(xué).機(jī)械密封的失效原因分析與對(duì)策[J].陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.06