催化車間熱油泵泄漏原因分析

它廣泛應(yīng)用于石油和天然氣行業(yè)。其特點是：使用溫度高：通常約為350。壓力低：泵的進口壓力為0.20.3mm帕。由于較大的中間粘度：在室溫下，平均粘度為0.0610-4210-4ms（6.200倍）。固體：包括催化劑（如催化劑）、機械雜質(zhì)和固有焦碳。這些特殊的使用環(huán)境,容易引起泵的機械密封故障,造成泄漏,威脅生產(chǎn)安全。下面對熱油泵引起的機械密封故障的原因進行簡要的分析,在此基礎(chǔ)上提出預(yù)防措施,供同行參考。1機械密封的泄漏熱油泵機械密封失效原因眾多,形式現(xiàn)象各異,但泄漏點主要有六處:(l)軸套與軸間的密封;(2)動環(huán)與軸套間的密封;(3)動、靜環(huán)間密封;(4)靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封;(5)密封端蓋與泵體間的密封;(6)沖洗介質(zhì)密封端蓋處絲口接頭。其中,動、靜環(huán)間密封是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。永坪煉油廠催化二車間的P2208AB、P2209ABC和P2210AB等熱油泵在實際運行中,頻繁發(fā)生泄漏。此類熱油泵大多在使用初期機械密封并不泄漏,在安裝運行二周左右后機械密封開始微漏,1～2個月內(nèi)泄漏量增大,從而無法繼續(xù)使用,不但使維修費用上升,經(jīng)濟性下降,而且嚴(yán)重影響了裝置的長期穩(wěn)定和安全環(huán)保運行,為以后的生產(chǎn)運行埋下了巨大的安全隱患。通過觀察分析,熱油泵機械密封的現(xiàn)場主要的損壞情況如下:動環(huán)和動環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞;動環(huán)和靜環(huán)有環(huán)狀磨損痕跡;密封腔內(nèi)有粘稠狀聚合物、焦?fàn)铑w粒等雜質(zhì);波紋管銹蝕嚴(yán)重,被雜質(zhì)和聚合物卡澀,彈性不足;機械密封壓蓋水套內(nèi)堵塞嚴(yán)重。2密封腔內(nèi)電液密封的最佳密封分配在熱油泵機械密封制造工藝等方面確定的情況下,一般使用和維修安裝中造成機械密封失效的主要原因有端面液膜失效、沖洗介質(zhì)品質(zhì)不高,密封腔溫度過高、操作參數(shù)頻繁波動以及維修安裝缺陷等問題。其中端面比壓是機械密封的重要性能參數(shù),端面比壓要在設(shè)計的范圍之內(nèi)(機械密封的端面比壓一般要求控制為0.4～0.7MPa),才能有效的保證機械密封端面良好配合,使密封面間形成有效液膜,以達(dá)到重要的首要密封目的。我們從機械密封的工作環(huán)境和維修安裝方面入手,對這些機泵的機械密封失效原因進行綜合分析。2.1不穩(wěn)的介質(zhì)進入泵體原先這些泵的沖洗液來自泵出口,沒有經(jīng)過過濾直接注入機械密封腔內(nèi),在實際生產(chǎn)過程中,由于泵體內(nèi)介質(zhì)粘度比較大、潤滑性差、流動性差,并且溫度高,而且P2208AB、P2209ABC和P2210AB泵的輸送介質(zhì)中在操作不穩(wěn)的情況下含有大量的催化劑固體顆粒、粘稠結(jié)焦物;此外容器在檢修完后存有少量細(xì)小的機械碎削和雜物,管道和設(shè)備的銹蝕物和重組份聚合物的沉積等。此類介質(zhì)進入泵體后停留在密封腔和各密封面間,對密封腔摩擦副造成了相當(dāng)大危害。在維修檢修現(xiàn)場通過對沖洗系統(tǒng)徹底檢查,發(fā)現(xiàn)沖洗液管容易結(jié)焦阻塞,密封腔內(nèi)含有大量催化劑油泥混合物,造成動環(huán)和動環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞,導(dǎo)致動環(huán)在軸向的動作不靈活甚至被卡死,波紋管被卡澀,不能提供原機械密封設(shè)計的0.6MPa左右的端面比壓,導(dǎo)致密封面不能良好地貼和,液膜平衡被破壞,這時密封就會出現(xiàn)微漏,隨著聚合物和雜質(zhì)顆粒進入摩擦副端面,密封面逐漸被磨損,再加上動環(huán)軸向補償不靈,造成密封泄漏量增加,最終導(dǎo)致密封徹底失效。2.2溫度過高引起的密封失效對于P2207AB和P2205AB泵的檢修,現(xiàn)場發(fā)現(xiàn),密封腔內(nèi)并無危害性雜物,波紋管彈性仍然較好,和前述P2208AB、P2209ABC和P2210AB泵,唯一不同的一點就是波紋管外表面有大面積的穿孔缺失現(xiàn)象,經(jīng)過長時間的實踐檢修觀察分析,分析推斷可能是密封腔溫度過高和波紋管腐蝕引起的失效。溫度過高對泵體機械密封有如下危害:(1)熱裂:如密封面處于干摩擦、冷卻突然中斷、雜質(zhì)進入密封面、抽空等,會導(dǎo)致動環(huán)表面出現(xiàn)裂紋,從而使靜環(huán)急劇磨損,密封面泄漏迅速增加。碳化鎢環(huán)熱裂現(xiàn)象較常見。(2)發(fā)泡、炭化:使用中如石墨環(huán)超過許用溫度,則其表面會析出樹脂,摩擦面附近樹脂會發(fā)生炭化,當(dāng)有黏結(jié)劑時,又會發(fā)泡軟化,使密封面泄漏量增加,密封失效。(3)老化、龜裂、溶脹:橡膠“O”形密封圈超過許用溫度繼續(xù)使用,將迅速老化、龜裂、變硬失彈。如果是有機介質(zhì)則溶脹失彈,這些均導(dǎo)致密封失效。凡因熱損引起的密封失效,關(guān)鍵在于盡量降低摩擦熱,改善散熱,使密封面處不發(fā)生溫度劇變。2.3機械密封安裝不良但對于有些機泵,例如P2205B和P2204A泵,剛安裝完新的機械密封后就開始微漏,一周左右后就出現(xiàn)大量的泄露,此類泵的機械密封失效可能為維修安裝缺陷或機械密封選用不合適引起的故障失效。由于安裝不良會發(fā)生機械密封失效泄漏,安裝不良主要有這幾方面:①動、靜環(huán)接觸表面不平,安裝時有碰傷、損壞;②動、靜環(huán)密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊;③動、靜環(huán)表面有異物夾入;④動、靜環(huán)“O”形密封圈未裝好;⑤定位螺釘未擰緊,波紋管座后退;⑥軸套處泄漏,密封圈未裝或壓緊不夠;⑦如果波紋管受力不均勻或密封腔端與軸垂直度不夠,則會出現(xiàn)盤泵時,密封有方向性的泄漏;⑧靜環(huán)壓緊不均勻;⑨轉(zhuǎn)子軸向竄動量超標(biāo)、轉(zhuǎn)子發(fā)生周期性竄動會導(dǎo)致密封周期性泄漏。2.4機械密封發(fā)生異常泄漏的原因由于工藝操作不穩(wěn)定,如抽空、氣蝕、氣傅、憋壓等異常現(xiàn)象,從而引起機械密封密封腔內(nèi)壓力異常性變化導(dǎo)致動、靜環(huán)接觸面分離或干摩,發(fā)生機械密封突發(fā)性泄漏失效。3改進熱油泵機械密封的措施根據(jù)密封的失效原因,我們車間有針對性地提出了改進措施,從以下幾個方面進行了改進。3.1輕柴油作隔離介質(zhì)(1)柴油組分清潔,并與介質(zhì)相容性好,不影響輸送介質(zhì)的質(zhì)量安全。對于消除密封腔因雜物危害而引起的機械密封失效特別有用;(2)相對于高溫油泵而言沖洗選用輕柴油作隔離介質(zhì),具有熱分解溫度高、自燃點高、閃點高(一般在260℃以上)、熱氧化穩(wěn)定性好、高溫蒸發(fā)損失小的特點;(3)柴油壓力和溫度都易于控制,能比較有效地消除由于機械密封熱損而引起的故障;(4)用柴油組分作沖洗液是非常經(jīng)濟的,幾乎沒用增加任何設(shè)施(由原來的燃燒油泵兼用封油泵),而且這部分柴油最終還是與介質(zhì)混合返回分餾塔,不影響柴油產(chǎn)品收率。3.2改進措施的內(nèi)容為了減少維修安裝缺陷或機械密封選用不合適引起的機械密封失效故障。我們車間有針對性地提出改進措施,從以下方面進行了改進:(1)經(jīng)常與維修工交流,并監(jiān)督他們的安裝過程,不斷地規(guī)范安裝過程,盡量避免因安裝不細(xì)而引起的機械密封故障;(2)建議在選用機械密封時在熱油泵上優(yōu)先選用質(zhì)量好,可靠度高的機械密封。3.3保證密封腔溫度為了減少由于工藝操作不穩(wěn)定,引起的機械密封密封腔內(nèi)壓力異常性變化,導(dǎo)致動、靜環(huán)接觸面分離或干摩,發(fā)生機械密封泄漏失效,對于操作工從以下方面進行要求:(1)加強工藝崗位平穩(wěn)操作,杜絕出現(xiàn)抽空、超溫、憋壓等現(xiàn)象;(2)影響密封腔溫度的因素有三個方面,分別為泵體端蓋水套、密封端蓋水套、沖洗介質(zhì)。要求司泵工必須做到:一是保證沖洗柴油的壓力和溫度正常;二是要保證泵體端蓋水套暢通,過水量正常,發(fā)現(xiàn)異常要及時處理,處理不了就停泵檢修;三是要保證密封端蓋水套暢通,過水量正常,若出現(xiàn)異常處理不通時可將入口絲堵松開外淋運行;(3)泵在檢修完投用時,應(yīng)先投用沖洗柴油,然后再投用輸送介質(zhì),這樣才能更好地將密封腔與輸送介質(zhì)隔離開,徹底改善機械密封腔的工作環(huán)境。4車間機泵檢修次數(shù)通過我車間熱油泵機械密封沖洗液的有效改造,同時不斷提高操作人員的責(zé)任意識和專業(yè)技能,盡量避免因維修安裝和操作不當(dāng)而引起