煉化企業(yè)機(jī)泵泄漏原因分析及預(yù)防措施

孫斌

中國石油天然氣股份有限公司遼陽石化分公司油化廠 遼寧遼陽 111003

1 機(jī)泵泄漏典型案例

1.1 某石化公司“8·17”火災(zāi)事故

2017年8月17日，某石油化工企業(yè)140萬噸/年燃料油加氫裂化設(shè)備原料泵產(chǎn)生泄漏著火，事故導(dǎo)致原料泵上端地下綜合管廊及空冷器等一部分機(jī)器設(shè)備損壞。事故原因：生產(chǎn)過程中原料泵驅(qū)動(dòng)器端滾動(dòng)軸承出現(xiàn)異常損壞，造成原料泵強(qiáng)烈震動(dòng)，導(dǎo)致密封性金屬波紋管破裂，泵出入口加熱線破裂，造成燃料泄漏著火[1]。

1.2 某石油化工企業(yè)“4·10”加氫裂化設(shè)備著火事故

2015年4月10日，某石油化工企業(yè)加氫裂化設(shè)備汽提塔塔底泵產(chǎn)生泄漏著火事故，事故導(dǎo)致3臺(tái)泵、泵上邊架構(gòu)、小量儀表盤和動(dòng)力電纜燒火，一條管道裂開，無傷亡。事故原因：凝結(jié)水泵在高速運(yùn)行全過程中，因?yàn)闈L動(dòng)軸承比較嚴(yán)重?fù)p壞，機(jī)器設(shè)備造成強(qiáng)烈震動(dòng)，造成機(jī)械設(shè)備雙密封性迅速另外無效，物質(zhì)泄漏時(shí)遇滾動(dòng)軸承體磨擦造成的高溫，引起著火。

1.3 某公司化工廠“7·11”火災(zāi)事故事故

2011年7月11日，廣東省惠州市惠州大亞灣某煉制子公司運(yùn)作三部400模塊重組形成油塔底泵密封性泄漏著火，無傷亡。事故原因：重組形成油塔底泵非驅(qū)動(dòng)器端推力軸承損壞，導(dǎo)致軸明顯震動(dòng)和軸偏移，造成該泵非驅(qū)動(dòng)器端二級(jí)機(jī)封的比較嚴(yán)重?fù)p壞導(dǎo)致泄漏。

2 機(jī)泵泄漏統(tǒng)計(jì)

在煉油廠的生產(chǎn)和制造中，凝結(jié)水泵以其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，早已成為各種類型，規(guī)格和型號(hào)的煉油公司生產(chǎn)和制造中廣泛使用的機(jī)械設(shè)備。但是，大多數(shù)類型的泵在設(shè)備的整個(gè)運(yùn)行過程中都存在泄漏問題。美國HSE（安全與健康協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)健康與安全執(zhí)行官）氮化合物化學(xué)物質(zhì)泄漏數(shù)據(jù)庫查詢（Hydro Carbon Release Database，HCRD）顯示了1992年至2006年的泵泄漏惡性事件（表1）。

表1 1992-2006 年泵泄漏統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

中國的加氫裂化設(shè)備已經(jīng)對(duì)離心水泵的泄漏進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。該設(shè)備有32個(gè)離心水泵。從2010年到2013年，每年的泵泄漏頻率分別為32、27、29和24，分別占全部機(jī)械設(shè)備常見故障的61.5%，56.2%，53.7%和52.2%。修復(fù)后，2014年至2016年的泵泄漏頻率分別為6、5和5。這表明該設(shè)備的離心水泵有大量的泄漏，并且在機(jī)械設(shè)備中的常見故障中所占的比例也相對(duì)較高[2]。

3 泵機(jī)械密封泄漏的原因

泵密封件泄漏的情況相對(duì)普遍并且普遍。關(guān)鍵原因是液壓密封件的結(jié)構(gòu)無效（例如破裂的金屬波紋管），無效的密封內(nèi)孔，補(bǔ)償組件的常見故障以及其他位置的無效密封。

（1）液壓密封件的結(jié)構(gòu)無效。效率低下的原因包括：橡膠密封圈質(zhì)量差，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝不科學(xué)；材料選擇不當(dāng)，導(dǎo)致腐蝕，原材料無效，局部應(yīng)力或松弛以及磨損大；泵送時(shí)間引起的碰撞和強(qiáng)烈振動(dòng)；安裝缺點(diǎn)等

（2）密封的內(nèi)孔無效。效率低下的原因包括：氣密性模型的選擇和設(shè)計(jì)不科學(xué)，導(dǎo)致內(nèi)孔的工作壓力過小或過高；材料選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)孔腐蝕；殘留物進(jìn)入內(nèi)孔并引起磨損；內(nèi)孔溫度過高會(huì)導(dǎo)致氣密性材料碳化并緩慢堆積，導(dǎo)致泄漏；密封清洗液不科學(xué)，泵通道的工作壓力低以及輔助制冷系統(tǒng)容量不足等，會(huì)導(dǎo)致密封材料汽化并打磨或腐蝕內(nèi)孔；泵軸彎曲，軸不平衡，滾動(dòng)軸承損壞等問題都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)孔失效；其他原因引起的泵振動(dòng)，例如工作壓力的波動(dòng)[3]。

（3）對(duì)部件常見故障的賠償。包括對(duì)零部件原材料質(zhì)量差，設(shè)計(jì)方案和生產(chǎn)工藝不科學(xué)，殘留物進(jìn)入補(bǔ)償組件導(dǎo)致炸彈損失以及冷卻循環(huán)水結(jié)垢導(dǎo)致補(bǔ)償組件無法回彈的補(bǔ)償，以及工作溫度過高會(huì)導(dǎo)致原料丟失炸彈等。

4 泵泄漏預(yù)防措施

（1）考慮到泵的辦公環(huán)境，所運(yùn)輸物料的特性和實(shí)際操作標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的泵殼結(jié)構(gòu)，機(jī)械密封類型和密封材料，以確保泵的質(zhì)量和正確的安裝。

（2）根據(jù)工作標(biāo)準(zhǔn)，在考慮機(jī)械密封件的可用溫度，耐腐蝕性，耐磨性和線膨脹系數(shù)的前提下，為機(jī)械密封件選擇合適的原材料，并嚴(yán)格按照機(jī)械密封件的要求進(jìn)行安裝。符合規(guī)定。

（3）設(shè)計(jì)方案有效的輔助系統(tǒng)軟件（如制冷系統(tǒng)），保證了輔助系統(tǒng)軟件的密封性能優(yōu)良。

（4）選擇有效的清潔計(jì)劃和清潔溶液。

（5）確保實(shí)際操作處理技術(shù)的可靠性，并去除泵的振動(dòng)源。

（6）泵的實(shí)際運(yùn)行必須嚴(yán)格按照運(yùn)行規(guī)范進(jìn)行，以防止由于不正確的操作而引起的機(jī)械設(shè)備安全事故。另外，對(duì)泵及其密封進(jìn)行合理的日常管理和維護(hù)，并定期維護(hù)泵的運(yùn)行。

5 減少泵泄漏不良影響的措施

（1）設(shè)置總流量，工作壓力等測試儀器，并在泵的中，下游設(shè)置斷流閥，以便當(dāng)泵泄漏時(shí)，可以立即斷開與上游大空間容器的連接，中下游減少泄漏。

（2）設(shè)置泵的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，在發(fā)現(xiàn)泵泄漏時(shí)能及時(shí)停泵。

（3）泵周圍設(shè)置可燃?xì)怏w及火焰探頭，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)泵泄漏。

（4）控制泵周圍的點(diǎn)火源，可以根據(jù)泄漏量及氣體擴(kuò)散后果，計(jì)算分析可燃物可能到達(dá)的區(qū)域范圍。

(5）現(xiàn)場合理設(shè)置消防設(shè)施，制定合理的應(yīng)急響應(yīng)程序，緩解事故后果。

6 結(jié)語

泵是煉油生產(chǎn)中的關(guān)鍵工具。其穩(wěn)定性和安全性直接決定著企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。在分析石油化工企業(yè)常見泵滲漏原因的基礎(chǔ)上，提出了減少泵滲漏事故發(fā)生的預(yù)防措施，為相關(guān)泵的管理提供參考。