芳烴裝置P-505/1 密封泄漏原因分析及改造

牛春如，李淑新，劉 新

（獨(dú)石化公司設(shè)備檢修公司煉油鉗工車(chē)間，新疆獨(dú)山子 833699）

0 引言

重整加氫聯(lián)合車(chē)間芳烴抽提裝置旋殼泵P-505/1 是加氫區(qū)域已烷汽提塔底泵，該泵為江蘇海獅泵業(yè)制造有限公司生產(chǎn)（型號(hào)：HXK200-S1）。該泵輸送介質(zhì)為己烷溶劑油，入口溫度70 ℃，泵入口壓力0.2 MPa、出口壓力0.8 MPa。機(jī)械密封由西安永華提供的雙端面密封，采用PLAN52 的密封沖洗方案。于2011 年9 月大修時(shí)更換，至今已運(yùn)行7 年。期間因出現(xiàn)各類(lèi)設(shè)備問(wèn)題檢修9 次，其中7 次為密封故障。因此密封泄漏故障是影響該泵長(zhǎng)周期運(yùn)行的瓶頸，是急需解決的問(wèn)題。

1 檢修情況統(tǒng)計(jì)及存在問(wèn)題

從表1 可看出P-505/1 自2012 年7 月至2018 年11 月，因密封故障檢修7 次占總檢修次數(shù)77.78%。與旋殼泵機(jī)封壽命長(zhǎng)（預(yù)期壽命25 000 h）的特點(diǎn)不相符。決定機(jī)封壽命長(zhǎng)短的重要因素是PV 值。雖然旋殼泵的出口壓力很高，但機(jī)封只需密封壓力低的進(jìn)口壓力，泵轉(zhuǎn)速右臂相同參數(shù)的高速部分流泵低得多，因此，機(jī)封的PV 值也比高速泵低得多。在正常操作情況下，機(jī)封的PV 值越低使用壽命越長(zhǎng)。

表1 歷年檢修情況統(tǒng)計(jì)

從檢修前該泵密封失效表象看，基本為外部密封油罐內(nèi)進(jìn)入介質(zhì)，且液位上升超過(guò)警戒位報(bào)警。以下分別為工作時(shí)介質(zhì)流向示意圖（圖1）和密封結(jié)構(gòu)示意圖（圖2）。

圖1 泵內(nèi)介質(zhì)流向

圖2 雙端面密封結(jié)構(gòu)

該泵采用PLAN52 沖洗方案，密封油罐為無(wú)壓雙端面密封的外部密封提供緩沖油液，循環(huán)油液通過(guò)內(nèi)部動(dòng)環(huán)泵送環(huán)維持，油罐通常連續(xù)向火炬回收系統(tǒng)排氣并且維持壓力低于密封腔壓力。在無(wú)介質(zhì)泄漏的情況下，密封油罐液位顯示基本不會(huì)變化。結(jié)合圖1，圖2，若密封油罐液位有升高趨勢(shì)，則可以判定泵進(jìn)口的壓力介質(zhì)通過(guò)介質(zhì)側(cè)密封處泄漏到密封腔室，泄漏途徑：①動(dòng)靜環(huán)密封面磨損；②靜環(huán)密封圈損壞。

2 介質(zhì)側(cè)密封泄漏的原因分析

2.1 密封拆檢情況

從拆檢情況看，動(dòng)、靜環(huán)密封面正常微量磨損；靜環(huán)O 形圈兩對(duì)稱(chēng)部位擠壓變形或斷裂；其他O 形圈基本完好。通過(guò)排除法，確定靜環(huán)O 形圈兩對(duì)稱(chēng)部位擠壓變形缺陷或斷裂是導(dǎo)致密封泄漏、密封油罐液位升高的主要原因。

2.2 原因分析

靜環(huán)O 形圈兩對(duì)稱(chēng)部位擠壓變形缺陷或斷裂之所以會(huì)發(fā)生，與靜環(huán)的結(jié)構(gòu)和裝配有直接關(guān)系。

圖3 拆卸的動(dòng)、靜環(huán)及O 形圈

圖4 靜環(huán)底部和側(cè)面圖

從圖4 可以看出，在靜環(huán)底部有2 個(gè)對(duì)稱(chēng)防轉(zhuǎn)槽，防轉(zhuǎn)槽圓周部位車(chē)有倒角。靜環(huán)在裝配前，現(xiàn)將O 形圈裝在靜環(huán)座上的凹槽內(nèi)，O 形圈與靜環(huán)外圓柱面有一定的過(guò)盈，該O 形圈為包覆的氟膠圈，表面彈性相對(duì)于橡膠類(lèi)要弱。在裝配時(shí)，靜環(huán)防轉(zhuǎn)槽部位會(huì)對(duì)O 形圈有個(gè)擠壓剪切作用，導(dǎo)致O 形圈受損變形甚至斷裂，使壓力介質(zhì)從O 形圈損傷部位向密封腔室泄漏，密封腔室與密封油罐油液靠動(dòng)環(huán)泵送環(huán)循環(huán)，因此，密封油罐液位就會(huì)不斷升高。

3 改造建議

（1）改變靜環(huán)現(xiàn)有的防轉(zhuǎn)槽形式，新制作的靜環(huán)不加工防轉(zhuǎn)槽，將防轉(zhuǎn)銷(xiāo)孔直接鉆在靜環(huán)底部，孔徑3 mm，深3 mm，配裝高度5 mm 的銷(xiāo)子。

（2）在靜環(huán)座上與靜環(huán)銷(xiāo)孔相對(duì)應(yīng)位置鉆防轉(zhuǎn)孔，孔徑4 mm，深3 mm，裝配靜環(huán)時(shí)，做好記號(hào)，確保裝配的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)旋殼泵密封泄漏問(wèn)題進(jìn)行原因查找和分析，并提出了密封改進(jìn)建議。目前已聯(lián)系丹東克隆密封廠(chǎng)家開(kāi)展論證和測(cè)繪工作。相信改造后的密封一定會(huì)取得好的運(yùn)行效果，為該泵的長(zhǎng)周期運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。