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2023-09-04
齊浩 李艷松
摘 要:2011年大檢修前,油漿泵P1209在運(yùn)行過(guò)程中, 曾多次因機(jī)械密封失效而造成停泵緊急搶修,本文分析了運(yùn)行工況對(duì)密封件壽命的影響,并對(duì)機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境作了相應(yīng)的改善,降低了機(jī)泵檢修率,使該泵能長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:油漿泵;機(jī)械密封;沖洗方案;失效;分析;措施
P1209為2#催化裂化裝置油漿泵,泵型號(hào)為300ZPY650NL,懸臂式單級(jí)離心泵,電機(jī)型號(hào)為YB450S2-4W,功率355KW,電壓6000V,主要作用是為分餾塔T1201底油漿循環(huán)及外甩提供動(dòng)力。
1 原密封結(jié)構(gòu)形式及輔助系統(tǒng)
1.1 原密封結(jié)構(gòu)形式
機(jī)封此前采用的波紋管是雙波波紋管,一般情況下,雙波波紋管應(yīng)用于高壓,在P1209A/C上,可能存在載荷系數(shù)的問(wèn)題,廠家專門針對(duì)此問(wèn)題設(shè)計(jì)了新波紋管并使用,原機(jī)械密封形式為波紋管集裝式機(jī)械密封,該機(jī)封靜環(huán)材質(zhì)為碳化硅(SiC),動(dòng)環(huán)材質(zhì)為石墨,動(dòng)環(huán)輔助密封圈材質(zhì)為柔性石墨,其余各材料為不銹鋼。
1.2 原機(jī)械密封的輔助系統(tǒng)
該泵的機(jī)械密封采用外沖洗方案(Plan32),沖洗液(≤80℃柴油,沖洗液壓力為0.3Mpa左右)經(jīng)機(jī)封壓蓋進(jìn)入密封腔,對(duì)著密封端面沖洗,帶走摩擦熱,隔斷油漿進(jìn)入密封腔,改善端面摩擦狀態(tài)。該泵的輔助沖洗方案為Plan62,蒸汽消耗量為2.5m3/h。
2 P1209原密封形式及沖洗方案多次出現(xiàn)問(wèn)題的原因分析和措施
2.1機(jī)械密封的改造
P1209改造前多次出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏而造成停泵搶修,通過(guò)檢查損壞機(jī)封密封面,發(fā)現(xiàn)機(jī)封密封環(huán)為石墨環(huán),檢查石墨環(huán)發(fā)現(xiàn)有魚尾紋和點(diǎn)脫離,說(shuō)明有氣蝕產(chǎn)生,同時(shí)催化劑顆粒有可能進(jìn)入,因此該機(jī)泵機(jī)械密封失效的主要原因?yàn)槟チ希ㄖ饕獮榇呋瘎╊w粒)磨損。磨料顆粒尺寸為0.3~3μm時(shí),磨損嚴(yán)重。針對(duì)磨料磨損,防止外來(lái)磨料進(jìn)入密封和從密封流體中分離出固體磨粒是非常重要的措施。此外,正確選用耐磨材料和采用硬-硬材料組合也是很有效的措施,例如采用碳化硅浸石墨+硬質(zhì)合金材料,改裝后,問(wèn)題得到了解決。
2.2沖洗方案改為Plan32+53B
2.2.1 Plan32方案改進(jìn)措施
Plan32方案(如圖一)是采用溫度、壓力、粘度適宜的清潔封油從外部引入介質(zhì)側(cè)密封腔,可降低密封腔的溫度,帶走密封的摩擦熱,同時(shí)使密封腔保持清潔,為密封提供一個(gè)良好的工作環(huán)境,延長(zhǎng)密封使用壽命,與我裝置P1209以前使用的機(jī)封形式相同。不過(guò)沖洗通道要在外界沖洗系統(tǒng)不變的情況下,將沖洗通道孔徑由原Φ5擴(kuò)大至Φ8。一方面沖洗液不致于流速過(guò)大,使磨擦副受到侵蝕磨損;另一方面可使沖洗液流動(dòng)更暢通,避免催化劑顆粒粘結(jié)堵塞通道,及時(shí)帶走摩擦熱,防止端面過(guò)熱。改變封油壓力,將沖洗液壓力提高至0.5Mpa,使沖洗液與油漿壓差維持在0.2-0.3Mpa。這樣沖洗液在入口壓力波動(dòng)情況下依然能進(jìn)入密封腔中,隔斷油漿進(jìn)入密封腔,冷卻摩擦副,改善運(yùn)行工況。
2.2.2 由Plan62方案改為Plan53B方案
Plan53B是在介質(zhì)側(cè)密封后再串聯(lián)一套密封,介質(zhì)側(cè)密封和大氣側(cè)密封間形成一個(gè)密封腔,外部設(shè)有蓄能器加壓,管路中設(shè)冷卻器,其壓力高于介質(zhì)側(cè)密封腔,裝入常溫、與泵送介質(zhì)相融的無(wú)毒無(wú)害的清潔白油,介質(zhì)側(cè)密封的作用是防止白油進(jìn)入到密封腔,密封腔內(nèi)有泵效環(huán)對(duì)白油進(jìn)行循環(huán)、冷卻,白油系統(tǒng)中配置壓力開(kāi)關(guān)、壓力表和溫度計(jì),對(duì)密封運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,安全可靠。當(dāng)介質(zhì)側(cè)或大氣側(cè)密封失效時(shí),系統(tǒng)中的壓力降低,壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警。
若泵送介質(zhì)粘度高、有磨蝕性顆粒,當(dāng)工藝波動(dòng)導(dǎo)致Plan32的封油沖不到密封腔時(shí),密封腔中的介質(zhì)將是泵送介質(zhì),細(xì)小的磨蝕性顆粒將進(jìn)入介質(zhì)側(cè)密封面,加大密封的泄漏直至密封損壞。為防止上述現(xiàn)象發(fā)生,需要使用Plan53B,為此P1209A/C選用Plan53B。當(dāng)內(nèi)側(cè)密封失效,低液位開(kāi)關(guān)報(bào)警,低報(bào)壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警,壓力表顯示值與泵腔介質(zhì)壓力接近一致;當(dāng)外側(cè)密封失效,低液位開(kāi)關(guān)報(bào)警,低報(bào)壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警,壓力表顯示值低于泵腔介質(zhì)壓力值。實(shí)時(shí)報(bào)警性強(qiáng),為密封提供了二次保護(hù),安全系數(shù)更高。
密封系統(tǒng)的日常維護(hù):
(1)該機(jī)泵操作應(yīng)該注意白油罐壓力,機(jī)泵正常運(yùn)行時(shí),壓力在0.55-0.7MPa之間,若低于0.5MPa,結(jié)合趨勢(shì)圖,較短時(shí)間內(nèi)下降即可判斷為密封內(nèi)漏或密封外漏,現(xiàn)場(chǎng)檢查可進(jìn)一步確認(rèn)問(wèn)題出處。
(2)正常開(kāi)泵除熱泵一般需注意問(wèn)題外,還需注意檢查Plan53B系統(tǒng)是否正常,檢查白油壓力在正常范圍0.55-0.7MPa內(nèi),封油壓力在0.3-0.5MPa內(nèi),封油流量合適,檢查密封系統(tǒng)無(wú)外漏,各閥位正常。
(3)若P1209A/C長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致白油罐壓力緩慢下降后,應(yīng)補(bǔ)充白油:開(kāi)手搖補(bǔ)液泵出管線小手閥,向補(bǔ)液泵油箱內(nèi)加油并補(bǔ)壓,期間注意可短時(shí)內(nèi)略微開(kāi)白油罐頂放空閥排放,以放除白油罐內(nèi)空氣,至罐內(nèi)壓力在正常范圍0.55-0.7MPa之間停止,關(guān)閉補(bǔ)液泵出管線小手閥,補(bǔ)液完成。該過(guò)程注意避免空泵補(bǔ)液,以避免空氣壓入白油系統(tǒng)。若P1209A/C檢修需泄放密封系統(tǒng)壓力時(shí),注意關(guān)閉蓄能器去白油罐手閥,以保持蓄能器內(nèi)壓力,避免空氣進(jìn)入。
(4)日常巡檢注意機(jī)封溫度不高于85℃,白油回油溫度不高于75℃,白油冷卻良好,白油罐壓力在正常范圍內(nèi),機(jī)封無(wú)泄露,機(jī)泵振動(dòng)、溫度正常。
3 效果及結(jié)論
3.1效果
改造前該機(jī)泵有效運(yùn)行時(shí)間僅為15天左右。運(yùn)行一個(gè)月,短僅為一個(gè)星期的時(shí)間。此次改造后,連續(xù)運(yùn)行累積可達(dá)7500小時(shí)。期間經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期高負(fù)荷運(yùn)行和頻繁的切換運(yùn)行而無(wú)泄漏故障,可見(jiàn),此次改造措施大大延長(zhǎng)了機(jī)封的使用壽命。
3.2結(jié)論
通過(guò)對(duì)本裝置油漿泵運(yùn)行環(huán)境的分析和對(duì)已損壞機(jī)封部件的觀察,簡(jiǎn)單了解了造成該泵機(jī)械密封頻繁失效的原因,并采取有效的改進(jìn)措施,確保了油漿泵的安全平穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行。
(1)將摩擦副材質(zhì)改為硬質(zhì)合金,即“硬對(duì)硬”的形式。增加了摩擦副的耐磨性,避免摩擦副間混入少量雜質(zhì)而受到劃傷損壞;動(dòng)靜環(huán)硬度不同,避免兩者同時(shí)損壞,達(dá)到延長(zhǎng)機(jī)械密封使用周期的目的。
(2)在不改變?cè)瓉?lái)Plan32沖洗方案的前提下,將機(jī)封壓蓋上的沖洗孔孔徑適當(dāng)加大,適當(dāng)提高封油壓力等,使得催化劑顆粒不易粘結(jié)堵塞沖洗通道。
(3)將Plan62沖洗方案改為更適合本裝置油漿泵的Plan53B沖洗方案,它具有實(shí)時(shí)報(bào)警性強(qiáng),提供二次保護(hù),安全系數(shù)更高等優(yōu)點(diǎn)。
作者簡(jiǎn)介:
齊浩(出生年1989),性別 男,籍貫(遼寧錦州),學(xué)歷 本科,職稱 助理工程師。研究方向:化工設(shè)備。
李艷松(出生年1983),性別 男,籍貫(河南開(kāi)封),學(xué)歷 本科,職稱 助理工程師。研究方向:化工設(shè)備。
來(lái)源:《東方教育》2017年13期
(版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有)