電脫鹽注水循環(huán)泵機封改造及泄漏原因分析

高旭龍，張浩(延長石油(集團)有限責(zé)任公司延安煉油廠聯(lián)合二車間，陜西 延安 727406)

1 電脫鹽注水循環(huán)泵機封泄漏的原因分析

1.1 設(shè)計工藝欠佳

對于電脫鹽注水循環(huán)泵來說，造成其發(fā)生泄漏事故的主要原因之一是在設(shè)計時缺乏全面性考慮，導(dǎo)致設(shè)備的設(shè)計工藝欠佳。通過分析現(xiàn)階段我國常用的電脫鹽注水循環(huán)泵機封情況后可以發(fā)現(xiàn)，盡管當(dāng)前我國循環(huán)泵的種類眾多，型號也各不相同，但是工藝欠佳的部位主要包括以下幾個方面：(1)電脫鹽注水循環(huán)泵軸套和軸間的密封不夠確切，導(dǎo)致泄漏情況的發(fā)生；(2)電脫鹽注水循環(huán)泵動環(huán)和中軸軸套之間的密封工藝不好，導(dǎo)致其中存在較大的孔隙，從而使得電脫鹽注水循環(huán)泵在正常運行的過程中出現(xiàn)泄漏；(3)動靜環(huán)之間的密封不到位，造成機械設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)滲漏；(4)靜環(huán)和靜環(huán)座之間的密封性不好，使得電脫鹽注水循環(huán)泵的靜環(huán)無法和靜環(huán)座實現(xiàn)緊密的貼合，從而為出現(xiàn)泄漏埋下了安全隱患；(5)密封端和泵體之間密封設(shè)計不好，導(dǎo)致容易出現(xiàn)泄漏的情況。通常情況下，電脫鹽注水循環(huán)泵軸套和中軸間、密封端和循環(huán)泵之間發(fā)生泄漏時，工作人員可以在第一時間發(fā)現(xiàn)并予以解決，同時，有必要對其進行細致入微的觀察，尤其是當(dāng)電脫鹽注水循環(huán)泵的工作介質(zhì)為氣體時，想要發(fā)現(xiàn)其是否發(fā)生了泄漏的情況是比較困難的，因此在工作介質(zhì)為氣體時，需要對電脫鹽注水循環(huán)泵進行仔細的檢查，評估其機封狀態(tài)，觀察是否發(fā)生了泄漏[1]。除了上述發(fā)生的泄漏種類之外，其他類型的泄漏通常是很難發(fā)現(xiàn)的，需要工作人員在長期的工作經(jīng)驗積累以及大量管理維修實踐的基礎(chǔ)上，通過結(jié)合電脫鹽注水循環(huán)泵的癥狀進行觀察和分析，才能夠準(zhǔn)確的判斷其是否發(fā)生了故障。

1.2 介質(zhì)含鹽易結(jié)垢、溫度高

通過分析電脫鹽注水循環(huán)泵的類型、工作溫度、入水壓力、工作介質(zhì)以及介質(zhì)的沖洗方案后可以發(fā)現(xiàn)，由于介質(zhì)本身是含鹽的污水，因此介質(zhì)在長時間接觸電脫鹽注水循環(huán)泵內(nèi)部的各個元件之后會造成波紋管波片上面黏附很多雜質(zhì)，造成其表面沾染大量的污垢。同時，由于電脫鹽注水循環(huán)泵的沖洗介質(zhì)是含鹽污水，因此當(dāng)工作溫度上升至額定溫度，即112℃之后，污水中的鹽分將會在波紋管波片上出現(xiàn)結(jié)晶，導(dǎo)致波紋管表面承受的壓力增加，影響波紋管的彈性和靈敏度，降低端面的壓力比重，最終造成工作介質(zhì)，即污水從電脫鹽注水循環(huán)泵機封端面上出現(xiàn)泄漏[2]。另外，在進行電脫鹽注水循環(huán)泵的沖洗時，采用的沖洗方案是從循環(huán)水泵出口引管線開始進行沖洗，直至循環(huán)泵機的壓蓋處，從而實現(xiàn)將自身的工作介質(zhì)引入到引管線口，實現(xiàn)對循環(huán)泵機密封端面的沖洗。這種沖洗方案存在的主要問題是循環(huán)泵機的密封端面一直處于含鹽污水的介質(zhì)環(huán)境中進行工作，使得波紋管波片接觸到污水中含鹽物質(zhì)的概率增大，最終造成介質(zhì)液體在波紋管波片處發(fā)生結(jié)晶，影響整個設(shè)備的正常工作和運行，如圖1、圖2所示。

圖1 波紋管

圖2 小彈簧

2 電脫鹽注水循環(huán)泵機封泄漏的表現(xiàn)和判斷

2.1 安裝后靜息調(diào)試時出現(xiàn)泄漏

在完成電脫鹽注水循環(huán)泵的安裝之后，通常情況下會對其進行靜息狀態(tài)下的調(diào)試，觀察整個循環(huán)泵是否出現(xiàn)了泄漏。當(dāng)泄漏量比較少時，可以判斷是機械設(shè)備的動靜環(huán)密封圈質(zhì)量問題造成的泄漏；而當(dāng)泄漏量比較大時，則可以判斷是動、靜環(huán)之間的摩擦器件存在質(zhì)量問題。當(dāng)對循環(huán)泵本身的泄漏量以及泄漏部位進行觀察后，再結(jié)合手動盤車調(diào)節(jié)進行觀察，倘若泄漏量沒有出現(xiàn)明顯的變化時，則可以認為是動、靜環(huán)密封圈群在問題；而當(dāng)盤車的泄漏量變化程度較大時，則可以認為出現(xiàn)問題的主要原因是動、靜環(huán)摩擦副之間接觸不良[3]。另外，還需要將通道的泄漏納入考慮當(dāng)中，但是一般情況下，電脫鹽注水循環(huán)泵機封發(fā)生泄漏是存在主次之分的，只要工作人員具備充足的工作經(jīng)驗，并且在機械設(shè)備運行的過程中進行細致的觀察和考慮，那么基本上都能夠?qū)崿F(xiàn)對其的準(zhǔn)確判斷。

2.2 設(shè)備試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)泄漏

電脫鹽注水循環(huán)泵機封經(jīng)過靜息狀態(tài)測試之后，在其運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生較大的離心力，從而實現(xiàn)內(nèi)部介質(zhì)泄漏的有效抑制。因此，在機械設(shè)備的試運轉(zhuǎn)階段，當(dāng)出現(xiàn)機封泄漏故障時，通常都是由于動、靜環(huán)之間摩擦副被破壞造成的。導(dǎo)致動、靜環(huán)摩擦副密封出現(xiàn)失效的主要原因包括操作過程中的事物、機械設(shè)備在進行安裝時密封程度過大造成摩擦副的損傷、動環(huán)密封圈過于緊密、靜環(huán)密封圈過于松散、設(shè)備運行過程中內(nèi)部介質(zhì)中存在較大的顆粒狀物體，進入到摩擦副當(dāng)中造成摩擦副受損、電脫鹽注水循環(huán)泵機封設(shè)計存在缺陷等。在電脫鹽注水循環(huán)泵試運行的過程中，這些情況的出現(xiàn)頻率是比較高的。在出現(xiàn)這些情況時，可以通過對機械泵靜環(huán)座的具體位置進行調(diào)整，但是在這種姑息調(diào)整不見好的情況下，需要采取重新拆除和安裝的方式來實現(xiàn)機封的更換[4]。

2.3 正常運行過程中出現(xiàn)泄漏

在電脫鹽注水循環(huán)泵正常運轉(zhuǎn)過程中，倘若機封出現(xiàn)少量的泄漏，那么可以將其看作是設(shè)備機封的磨損達到了正常上限或是設(shè)備的使用壽命到達一定程度所致。當(dāng)介質(zhì)中晶體顆粒較大造成機封受到破壞、循環(huán)泵輸出量比預(yù)期較小。導(dǎo)致循環(huán)泵內(nèi)出現(xiàn)較為明顯的內(nèi)循環(huán)，產(chǎn)生大量的熱量無法排出去，將會導(dǎo)致介質(zhì)的氣化，最終造成機封失效。再者，當(dāng)介質(zhì)的回流量較大時，吸入管側(cè)邊容器底部的沉淀將會被沖擊起來，這些沉淀的砂石不斷地沖擊機封，導(dǎo)致循環(huán)泵的機封被破壞。另外，當(dāng)電脫鹽注水循環(huán)泵長時間處于不運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，在重新運轉(zhuǎn)之后沒有手動盤車，容易導(dǎo)致摩擦副粘連嚴重造成設(shè)備的機封被破壞。還有就是工作介質(zhì)中的含鹽比重較大，這些含鹽物質(zhì)不斷地侵蝕設(shè)備，造成設(shè)備的機封狀態(tài)被破壞。最后，當(dāng)電脫鹽注水循環(huán)泵所處的工作環(huán)境出現(xiàn)較為劇烈的變化時，其機封狀態(tài)受到熱脹冷縮原理的影響，也容易發(fā)生損壞[5]。

3 電脫鹽注水循環(huán)泵機封泄漏改造的對策及效果

3.1 電脫鹽注水循環(huán)泵機封泄漏改造方法

針對電脫鹽注水循環(huán)泵機封容易出現(xiàn)故障的情況，在進行使用時有必要對其沖洗方案進行改進，將原本受到含鹽污水沖洗的波紋管波片改成清潔的沖洗液進行沖洗。通過改變沖洗液的沖洗方式，能夠有效避免波紋管波片上黏附的含鹽結(jié)晶過多造成波片正常運轉(zhuǎn)受到影響。而在進行實際改造時，由于電脫鹽注水循環(huán)泵的沖洗方案改變難度較大、花費成本較高，因此可以采用DTM-55BW型機封，如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 機封動靜環(huán)

圖4 改造后安裝形式

DTM-55BW機封的外置彈簧數(shù)量較多，且其工作時不受到工作介質(zhì)種類的影響，因此其補償性能較為優(yōu)異。同時，DTM-55BW型機封的整體端面采用硬質(zhì)材料進行制造，因此其剛性更好。另外，對于機封來說，由于采用了內(nèi)置彈簧的設(shè)計，使得介質(zhì)對于彈簧的腐蝕作用被有效避免，彈簧的工作狀態(tài)永遠保持最佳，因此其環(huán)境適應(yīng)能力較強，也不容易發(fā)生使用故障。

圖5 改造前安裝形式

3.2 電脫鹽注水循環(huán)泵機封泄漏改造后的效果

在本次研究中，進行電脫鹽注水循環(huán)泵機封泄漏情況的改造，主要是通過改變沖洗介質(zhì)的材料以及彌補設(shè)計工藝的缺陷來完成的。傳統(tǒng)的沖洗介質(zhì)中含有較多的氯化鈉結(jié)晶，這些結(jié)晶物質(zhì)的存在使得波紋管波片的質(zhì)量容易增加，因此要頻繁的對波紋管波片進行清理甚至更換，這就造成了電脫鹽注水循環(huán)泵工作成本的增加，而在對沖洗介質(zhì)以及沖洗方案進行變更之后，采用無污染的液體對其進行沖洗，能夠長時間的保障波紋管波片處于一個清潔的狀態(tài)，有效減少清理以及維修的頻率，實現(xiàn)成本的節(jié)約。同時，在針對電脫鹽注水循環(huán)泵發(fā)生機封故障的原因進行相應(yīng)的處理之后，減少了循環(huán)泵發(fā)生故障的頻率，有效減少了由于循環(huán)泵發(fā)生故障造成工作連貫性的影響，提升了工作效率，保障循環(huán)泵在使用過程中長時間處于一個較好的工作狀態(tài)，且對于各種工作介質(zhì)的適應(yīng)能力較強，這對于企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展是大有裨益的[6]。