罐區乙烯泵干氣密封改造

榮秀龍

摘要：儲運裝置乙烯輸送泵經過多次檢修更換機械密封，從運行到現在更換6套機械密封，機械密封壽命沒有達到預期的效果，由于是涉及下游主裝置的關鍵輸送機泵，可能影響全廠安全穩定運行，并且輸送的介質屬于危險介質，基于上述原因，罐區裝置考慮對機械密封進行改造為干氣密封試用，根據乙烯泵試用情況推廣到其他筒袋泵。

關鍵詞：罐區乙烯泵;密封改造;輸送泵

一、罐區乙烯輸送泵目前檢修及使用情況：

原乙烯泵使用的機械密封有兩個缺點，液態乙烯容易氣化，密封正常運轉過程中靠近介質側為液相，靠近大氣端會有部分氣化，形成氣液混相，這種狀態是機械密封運行過程中最不穩定的狀態，在這種情況下機械密封摩擦副磨損加快，當乙烯氣化量過大的情況下還可能推開密封面，導致密封失效。其次乙烯屬于易燃物質，機械密封泄漏出的乙烯氣體直接排放到大氣中，該泵又處于罐區這個重大危險源的位置，給現場的生產帶來了很大的安全隱患，對環境也造成了污染。一級機封如有泄漏到火炬，保證工藝氣體不泄漏到大氣中。

1、具體檢修情況如下：

單獨分析故障率較高的乙烯泵P-201A，自2016年9月使用至今16個月，共計檢修更換密封4次，平均4個月檢修一次，檢修頻率較高，遠低于原來預計機械密封壽命。

該泵使用的機械密封有兩個缺點，液態乙烯容易氣化，密封正常運轉過程中靠近介質側為液相，靠近大氣端會有部分氣化，形成氣液混相，這種狀態是機械密封運行過程中最不穩定的狀態，在這種情況下機械密封摩擦副磨損加快，當乙烯氣化量過大的情況下還可能推開密封面，導致密封失效。其次乙烯屬于易燃物質，機械密封泄漏出的乙烯氣體直接排放到大氣中，該泵又處于罐區這個重大危險源的位置，給現場的生產帶來了很大的安全隱患，對環境也造成了污染。若改為串聯式泵用干氣密封結構，機械密封為主密封，對工藝介質進行密封;干氣密封作為輔助密封，一是通過惰性氣體增加主密封的背壓，提高機械密封端面液膜的完整性，減少端面磨損，延長機械密封壽命;二是將機械密封的泄漏出的工藝介質收集起來，隨惰性氣體一起排往火炬，保證工藝氣體不泄漏到大氣中。對原機封密封環端面做微調，可以保證在主密封失效時介質不會直接泄漏到環境中，同時采用高壓報警來監測主密封，提前發現密封泄漏，提高整個裝置的安全性。同時，主密封正常微量泄漏的工藝介質可以經過密封腔收集排往火炬管網，裝置的環保也得到提高。

二、設計原則及選型依據：

1、應用干氣密封的優點

干氣密封是非接觸性密封，其特點是壽命長，可以實現零泄漏，可以消除因密封泄漏引起的安全飲隱患，減少物料損失，大大改善維修工人的勞動強度，減少接觸危險性化學物質的次數，改善生產現場的空氣環境，體現了經濟、節能、環保的社會效益。同時，主密封失效后，二級干氣密封短時間內起到備用密封的作用，防止工藝介質向大氣泄漏，為泵的安全停止提供時間，對于輸送危險介質來說，在一定程度上起了安全保護作用。

結合泵的實際工藝條件和現場公用工程條件，通過對輕烴罐區輕烴泵的結構特點及工藝條件分析，結合現場的密封氣源的情況，為保證密封在任何時候介質也不向環境泄漏，提高裝置的安全系數，決定采用集裝串聯式干氣密封結構，密封氣選用管網低壓氮氣。干氣密封的改造不影響原密封安裝尺寸的通用性，不改變原設備的結構和尺寸。

這臺泵介質也為低溫乙烯，是烯烴中心改造的脫乙烯塔乙烯循環泵，是雙支撐的臥式泵，改造后使用效果非常好。乙烯泵出問題時就參照這臺泵改造的。乙烯泵未改泵效環的結構，其余三處都做了改動。

2、干氣密封性能指標

1、干氣密封氮氣消耗：小于0.4?標準立方米/小時。

2、干氣密封使用壽命：3?年。

三、改造后效果預期：

1、設備維護方面

改造設計干氣密封使用壽命預計2-3?年，對比在其他廠同類裝置實際丙烯泵運行了32?個月，乙烯泵運行了33個月，基本達到了改造要求。此外，干氣密封的密封氣采用管網氮氣，密封為集裝式密封，使用過程中不需要任何維護;同時，干氣密封壽命長，安裝簡單，減少了維修的工作量，也減少了維修密封時介質的排空損耗。可以說，改造后大大提高設備的長周期運行，為裝置的長周期平穩運行提供了保證。

2、安全、環保方面

干氣密封采用二級串聯，可以保證在主密封失效時介質不會直接泄漏到環境中，同時干氣密封可以采用高壓報警來監測主密封，提前發現密封泄漏，提高整個裝置的安全性。同時，主密封正常微量泄漏的工藝介質可以經過干氣密封腔收集排往火炬管網，裝置的環保也得到提高。

3.先進性及創新性

截止到2019年年初，新疆化工球罐區乙烯泵已運行接近三年時間，三年時間中乙烯泵經過多次檢修更換機械密封，常年連續運行的乙烯泵P-201A/B、P-202A/B，從投用開始每4個月需更換1次機械密封，機械密封壽命沒有達到預期的效果。

經過對機封問題的反復研究，公用工程生產中心對球罐區6臺乙烯泵機械密封進行了改造。截止2020年9月，乙烯泵機封密封已連續運行26～32個月，基本達到了改造要求。

4.成果的運行成本

6臺乙烯泵機械密封改造后，有效降低了密封備件的采購費用，以乙烯泵P-201A單臺設備核算，改造前投用初期更換過機械密封2次，每臺原裝機械密封價格約為190000元，后期因原裝機械密封價格過高，改為廠家維修，每次約5000元，截止改造前共計花費390000元。改造后，乙烯泵P-201A已連續26個月未檢修更換過機械密封，由該泵原機械密封檢修周期4個月計算，平均單臺泵每年可以節約費用約15000?元，6臺乙烯泵每年共計可以節約費用約90000元。

5.應用效果評價及推廣前景

改造后機械密封在此類介質機泵在設備維護檢修、安全環保及經濟效益各方面都有較大降本增效成績，在本項目上得到了驗證，同時在檢修費用、運行管理、性價比等方面也表現出明顯的優勢。

參考文獻

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