辐射进料泵串级机封改造详解.doc

焦化进口辐射进料泵机械密封改造 刘震 前言 延迟焦化装置辐射进料泵是加热炉进料泵,是装置的核心设备之一，主要任务是输送分馏塔底焦化油至加热炉内快速升温至生焦温度，然后进入焦炭塔内反映生焦，所以他输送的介质具有“两高、两大和一多”的特点，即温度高（350-385℃）、压力高（4.0MPa）、粘度大、密度大和焦粉多。所以对其的设计、制造的要求高，其中的机械密封更是直接影响着该泵的安全长期运行。同时由于近年来，国内炼油企业发生了多起高温油泵密封泄漏着火事故，给装置安全运行及生产任务的完成带来严重影响，仅2010年一年时间就发生5起因机泵密封而引发的火灾，发生事故的设备的共性为： 高温油泵，介质温度在290-358℃； 密封结构：单端面金属波纹管机械密封 冲洗方案：API plan 22或32+62 发生事故的机泵密封均为单端面金属波纹管机械密封，一旦该密封失效而大量泄漏，现场则来不及或根本无法采取控制措施，而机泵的机械密封在运行中出现故障泄漏是难免的，正好与目前我公司辐射进料泵的工艺特点和机封形式基本一致，所以对其进行改造势在必得。 2．改造方案 要想制定出可靠的改造方案就必须首先分析出影响机泵密封运行可靠性的因素有哪些，这样才能有的放矢。 2.1影响机泵机封运行可靠性因素分析 从选型、选材、生产、安装、使用各方面分析可以得出影响机封运行可靠性的因素主要为： 密封布置方式的选取 设计参数的选取 辅助密封冲洗方案的选取 机械密封各个零部件材质的选用 机械密封制造质量 现场合理规范的安装 密封使用维护情况 针对焦化辐射进料泵的特性，依据以上分析出来的影响因素，下面进行逐一选择： 2.2密封布置方式 吸取其它企业的经验教训，决定密封布置方式选择必须坚持两个重要原则，第一原则是高温介质绝不能外漏，否则就会引起火灾；第二个原则是取消PLAN62蒸汽背冷，因为蒸汽易沿轴向窜入轴承箱，破坏轴承润滑，污染润滑油，严重时抱轴，也会导致机封泄露着火。依据美国石油学会标准API610-1995第八版中规定“如果必须控制泵送液体通过密封端面泄漏入大气的泄漏量，可以采用下列措施之一：（1）辅且密封装置，如装一个细小间隙的浮动节流衬套；（2）采用缓冲液体压力维持在比被密封的压力低的双重式密封；（3）采用隔离液体压力维持在比被密封的压力高的双重式密封。” 布置方式1即为单端面密封，布置方式2为无压双重式密封，布置方式3为有压双重式密封；考虑到第一原则，所以布置方式1就不适合了，应采用布置方式2或3。又考虑到该泵输送的介质为含有固体颗粒物的高温渣油，既不能排入火炬管网，又不能就地排放，而且如果介质漏入密封辅助系统中也会对隔离液进行污染，所以放弃了无压双密封的选择，决定采用布置方式2有压串联式密封，且密封辅助系统的压力要高于密封腔压力，只有这样才能保证一旦与介质接触侧的密封（内密封）发生泄漏时，是隔离液往泵腔里泄漏，而不是渣油介质外漏。 根据公式：P腔=P入口+(P出口-P入口)*0.15 得出密封腔压力为：P腔=0.12+(3.6-0.12)*0.15=0.642MPa 隔离液系统的压力应为P隔离液=P腔+0.14~0.41=0.782~1.52 MPa 现象氮气系统最高压力为0.6MPa，所以不能选择系统氮气作为压力源，最后选择了PLAN53B系统，即通过气囊式蓄能器给隔离液加压，并通过泵效环使隔离液在两密封间循环。 2.3密封形式 API 682标准型机械密封型式(Types of seal)分为三类：cDX5BM%Z^
J ap`Nh3}?e-QType A，滑动式多弹簧密封? Type B，低温旋转型波纹管密封LC.s8g K,_ Type C，高温静止型波纹管密封 选择type C，因为C型密封的最高工作温度为400℃，而且与Type B旋转波纹管密封相比，可以最大限度的克服由于泵轴与端盖倾斜所带来的波纹管在高速旋转时产生的振动；同时解决了密封压盖与静环之间的辅助密封可采用耐高温的柔性石墨问题，而却对机封压盖与轴的垂直度要求不高，这样就减轻了安装难度。 2.4设计参数 2.4.1端面比压 作用于密封端面单位面积的力称为端面比压，为保证机械密封具有长久的使用寿命与良好的密封性能，必须选择合理的端面比压，其原则如下： （1）必须高于波纹管比压； （2）必须大于介质在端面温度升高时的饱和蒸汽压； 在保证以上条件下，尽量取小值，以防端面发热，破坏液膜，加剧磨损，功率消耗增大，密封使用寿命减短。同时考虑以下原则： （1）对自润滑性好的组对（M106K/SiC、YG6/ SiC、M106K/YG6）可以取稍大值(因液膜不易被破坏，摩擦系数不易增加。)。 （2）对于高粘度介质，取稍大值（以保持端面贴合）。 推荐的端面比压值 因素程度内装