成功解决焦油泵机械密封频繁泄露问题.doc

成功解决焦油泵机械密封频繁泄露问题 　　摘 要：文中通过对兰州石化公司乙烯车间现场焦油泵机械密封泄漏的考察，找出了此机封高频率损坏的可能原因，加大了低压蒸汽冲洗量，提出了改进措施及数字依据，并查阅相关资料对机械密封装配做出了相关要求，现使焦油泵运转正常，从而使机械密封使用寿命增加。 关键词：焦油泵 机械密封 低压蒸汽 冲洗量 装配 一、观察发现问题 乙烯厂乙烯车间使用嘉利特荏原泵业有限公司生产的离心泵，泵内介质为焦油。兰州石化公司使用此泵输送介质焦油，但使用状况欠佳， 每只机封平均寿命为3504h，但经查此泵原始资料，该机械密封正常可以运行8000 h，实际使用时间不到理论的二分之一。在此泵使用过程中，介质焦油频繁泄露，由于焦油密度大、粘度大、有颗粒物，所以对此焦油泵体和机封有较为严重的影响，而且焦油由泵体泄漏流向外界，对现场周围环境造成严重的破坏，更为重要的是化工厂高温高压易燃易爆流程管线较多，而焦油的频繁泄露对厂中的生产伏下了极为危险的安全隐患，岗位人员多次处理更换其密封装置，但代价颇大收益略小，并无明显改观。 二、调查分析、解决问题 1.调查分析相关参数 焦油参数见表2-1、机封材料见表2-1： 2.通过理论计算分析解决问题 2.1介质本身对泵体及机械密封装置的影响 介质焦油是一种密度、温度、粘度都较高的黑色带有特殊臭味的粘稠状液体。由于其密度、粘度较大，其中又含有固体颗粒，所以对输送它的机泵有一定的损害性：1）因为其密度很大，粘度高，所以极易在泵体内造成其它管线的堵塞。2）由于其含有颗粒物质，所以机泵在长期的运转过程中，存在的颗粒将磨损机封上的动静环，造成动静环损坏从而丧失密封性能。 2.2 机械密封装置理论计算[1] 机械密封设计中通常先根据经验算法计算出PcV，然后以此为依据进行材料选择和结构设计， 因此对此机械密封使用工况重新进行理论计算也是以此为依据。 Pc=Psp+（ B- Km） Ps （2-1） 式中， Psp： 弹簧比载荷， 实际值为0.10MPa； B： 平衡比， 流体压力实际作用的有效面积与密封名义接触面积之比： B= （ 702- 602）/（ 702- 642） =1.62； Km： 膜压系数，对于黏度大和润滑性能好的介质， 一般可取0.5～0.7MPa，此密封工作介质为润滑性能较好焦油， 可以选择Km=0.6； Ps： 系统压差， Ps=1.3MPa。 则：Pc=Psp+（B-Km）Ps=0.10+（1.62-0.6）×1.3=1.43MPa v=Rm×ω （2-2） 式中， v： 密封面周速度Rm； 密封面平均半径Rm=（R2+R1） /2=（ 35+32） /2=33.5mm=0.0335m；ω： 角速度， rads- 1， ω=2πn/60； n： 转速n=2970r/min。 v=Rm×ω=0.0335×2π×2970/60=10.4m/s 则：PcV=1.43×10.4=14.87MPam/s 焦油泵摩擦副为静环和动环， 静环的材料为石墨， 动环材料为不锈钢， 这两种材料所组成的摩擦副在介质为油的工况下的PcV值为30以上， 大于实际的14.87，所以此机械密封设计合理。由此可以判定故障原因排除了机械密封设计中材料和尺寸的选择。 2.3 焦油泵泄露原因探寻 由以上机械密封经验公式理论计算可得：此机械密封在设计和材质选用上均无明显问题。然而却使得此泵在运行过程中频繁发生泄露现象，多次更换机封装置。本人百思不得其解，多次与初分馏岗位人员交流，向他们从工艺介质、安装维护等多方面询问其主要原因。慢慢的对此泵蒸汽冲洗量产生怀疑，此焦油泵在装置现场共有3台，正常位开2备1，本人将正常开启的2台同时做实验：一台将蒸汽冲洗阀门开1/3，另一台将蒸汽阀门开2/3。在这2台泵同时开启101天后，蒸汽冲洗阀门开1/3的焦油泵发生机械密封泄漏。将此泵更换机械密封后，调整蒸汽阀开度为2/3，2台泵继续同时运行300天，运行状态良好，确认焦油泵机械密封频繁泄漏与冲洗蒸汽进汽量有直接关系。 2.4 焦油泵机械密封装置冲洗方式分析 此焦油泵机械密封装置冲洗物质为低压蒸汽，其冲洗目的是为了将介质焦油和其中残留的固体颗粒及时的冲走，防止焦油及其所附颗粒冷却后附着在机封装置上，长期损坏密封表面，从而导致密封失效。然而，在此泵经常泄露，导致多次更换其密封装置也不见其效，但在开大低压蒸汽冲洗量后却有了明显改观，至此，则可以断定：低压蒸汽冲洗量不够，使得介质焦油和其中残留的固体颗粒附着在密封装置上，长期损害密封面是此焦油泵机械密封多次失效的主要原因。 虽然