焦化柴油泵密封泄漏原因浅析和改进措施

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,个人简介,姓名：王平,学历：本科,现任资格：助理工程师,申报任职资格：中级,主要学历：,起止年月 毕业院校 所学专业 学历 学位 学习形式,2000.8-2004.8 陕西科技大学 电气工程及其自动化 本科 学士 统招,主要专业技术工作经历：,起止年月 工作单位 岗位（职务）任职资格,2004.9-2006.7 长丝车间 操作工 助理工程师,2006.7-至今 焦化车间 班长 助理工程师,发表论文和专著情况（取得现任职资格以来发表的、且与现岗位所从事专业及申报系列相一致或密切相关的论文，含确认的不宜公开发表论文）：,论文或专著名称 发表刊物或出版社名称 排名 出版年月 刊号,焦化装置分流塔底结焦原因分析 洛阳石化科技 3 2007年12月【洛阳】0024号,焦化装置能耗分析与节能措施 洛阳石化科技 52 2009年2月 【洛阳】0024号,2021年中级职称评审论文-,论文题目：焦化柴油泵密封泄漏原因浅析和改进措施,姓名:王 平,单位：焦化车间,焦化柴油泵密封泄漏原因浅析和改进措施,摘要,：对焦化装置柴油泵机械密封频繁失效的原因进行分析，指出目前柴油泵自冲洗流程不能很好的冷却和冲洗摩擦副导致温度过高是致使柴油泵机械密封失效的根本原因，采用柴油冷却和新增静环背冷等措施降低摩擦副端面温度，从而解决密封泄漏问题。,关键词,：,柴油泵 摩擦副 机械密封 泄漏,1 前言,焦化装置柴油泵位号：P1105，其作用是焦化装置分馏塔产出的柴油外送出装置和为吸收稳定再吸收塔提供吸收剂，是装置重要的机泵之一。该泵在实际运行过程中，机封频繁发生泄漏，职工劳动强度加大，污染环境，同时影响装置长周期平稳运行，通过分析其泄漏的原因，有针对性地进行综合改造，到达了良好的效果。,柴油泵流程如图1所示：,图1 柴油流程图,柴油详细流程：210柴油自分馏塔柴油集油箱由柴油泵P1105A、B抽出升压至1.42MPA分三路，一路返回分馏塔15层作为内回流，第二路至焦炭塔顶作为焦炭塔切换时的稳压油，第三路经原料-柴油换热器E1101A-D、富吸收油-柴油换热器E1106换热至180分两局部，一局部作为柴油冷回流返回分馏塔13层，另一局部经柴油0.4MPA蒸汽发生器E1108、柴油冷却器E1119A、B冷却至60分两路，一路经柴油吸收剂泵P1110A、B升压至1.9MPA再经柴油吸收剂冷却器E1118冷却到40后作为再吸收剂至吸收稳定局部的再吸收塔(T1203)顶，另一局部柴油出装置。,表1 设备型号及操作参数,该泵为单吸悬臂卧式离心泵，密封冲洗采用自身反冲洗形式，其主要技术参数如表1：,泵型号和尺寸：,ZE8 200-4315A,输送介质：,柴油,流量/m,3,.h,-1,429.4,介质温度/,：,296,介质密度/kg.m,-3,736.4,入口压力/MPA:,0.39,泵扬程/m:,140,转速/r/min:,2950,轴功率/kw:,172.3,P1105机械密封采用丹东克隆密封，其适用于旋转轴用机械密封安装，以卧式离心泵用机械密封安装为基准，机械密封为内装、接触式，转速不超过5000转/分或端面速度25米/秒，密封工作温度-40260或介质温度低于400，符合GB6556及DIN24960标准以及类似结构的机械密封的安装。,2 现场状况及泄漏情况分析,2.1 现场状况,P1105AB自2021年开工投产以来，运行泵在运行一段时间后机封就出现泄漏，同时备用泵在备用期间也出现机封泄漏，共更换机械密封5-6次，维修费用高，将失效后机械密封解体，其损坏情况如下：,动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞；,动环和静环有环状磨损痕迹；,密封腔内有粘稠状聚合物、焦粉等杂质；,波纹管腐蚀严重，被杂质和聚合物卡涩，弹性缺乏。,2021-2021年P1105A/B维修记录单：,时 间：,20090306,20090213,20091109,20100312,20100623,工单号：,100007964,100010573,100008562,100020335,检修名称：,更换机封,更换机封,更换机封,更换机封,更换机封,2.2 泄漏原因分析,运行泵泄漏原因分析,机械密封摩擦副温度高,P1105机械密封采用丹东波纹管密封件厂生产的DBM90 型密 封，结构如图 2所示,图2 DBM90型波纹管机械密封,这种密封硬质合金动环采用不锈钢波纹管结构,碳石墨静环采用柔性膨胀石墨作辅助密封,具有比压均匀、耐高温、防抽空性能好的特点,符合美国石油学会的API610 标准,从制造厂推荐及相关单位的使用经验上来看,应该能够满足现场的使用需要。【1】,从现场情况来看，该泵运行一段时间后机封出现泄漏,检修解体后发现动环波纹管的内侧凹槽内填满了焦粉等杂质，说明了该机械密封泄漏的原因主要是由于辅助系统的配置和自冲洗不能很好的冲洗波纹管内侧凹槽，使波纹管在运转时失去回弹性而引起的【2】，同时装置负荷大，油气线速高，大量焦粉被带到柴油系统，大量焦粉堆积在机封处，导致动环静环摩擦副温度过高，也是致使机械密封泄漏的原因之一。,2.2.1.2 结垢严重，机泵自冲洗冷却缺乏,P1105采用YH-HRV系列换热器，其主要应用与输送超过80以上的介质，其作用是将介质冷却后送至密封腔，使密封内部温度降低到60以下以保证密封正常运行，同时可用来冷却密封缓冲液等。其主要参数如下表2：,项 目,壳程,管程,设计压力,1.1MP,7.04MP,最高工作压力,1MP,6.4MP,设计温度,150,300,最高工作温度,100,250,介 质,水,柴油,表2 YH-HRV换热器参数,换热器安装时高度高于机械密封的安装高度，缓冲液管路循环系统采用冷拔不锈钢材质，管路应有连接接头。其结构图如下3：,图3 YH-HRV冷却器结构图,该泵的冲洗冷却液是从泵壳体出口法兰处到孔板和水冷器到密封的循环,具体流程见图3。其特点是运用泵进出口之间的压差来作为冲洗冷却液循环的推动力的。根据现场装置的工艺要求,该泵在备用期间,必须处于预热状态,而在备用期间,该泵进出口之间的压差很小,从泵壳到孔板和换热器到密封循环的冲洗冷却液实质上处于停止状态【3】,即在预热备用状态,从自冲洗冷却罐出口返回泵体机械密封的管线经常不流通，说明了泵出口的冷却液柴油没能很好的冷却进入到泵的机械密封，根本起不到冷却和冲洗作用,密封本身摩擦的热量没能及时的带走，就会汽化，造成泵气蚀，最后导致密封泄漏，尤其冬天更为严重，经常用蒸汽将其加热吹通。,同时车间为改善其换热效果，YH-HRV冷却器的换热面积进 行了改造，由设计的0.6m2改造为1.2m2，但是由于限流孔板的作用，其流量还是一定的，还是出现管线不流通的情况。,以下图4为改造前P1105机泵自冲洗流程：,图4 P1105机械密封自冲洗冷却流程简图,2.2.1.3 汽速过高，柴油携带焦粉,随着焦化加工负荷的增加，对机泵的运行要求也会提高，装置自2021年以来实施了20小时的生焦工程，加工负荷一直维持在165t/h，大负荷的加工量会造成油气线速高，大量焦粉被夹带到柴油组分中，造成了焦粉进入到机械密封内，而柴油自冲洗又不能很好的把焦粉冲洗掉，造成了机封负荷过大，长此下去机封自然会泄漏。,备用泵泄漏原因分析,机封冷却缺乏,根据现场情况，备用泵在备用期间机封经常出现泄漏情况，由于静止状况下，从冲洗冷却罐出口返回泵体机械密封的管线不流通，柴油自冲洗根本没有起到冷却冲洗作用，同时泵的入口阀处于常开状态，泵体内的柴油还处于流通状态，泵体和轴承以及密封元件都处于高温状态，久而久之，机封动静环摩擦副端面温度高，造成密封失效，从而造成机封泄漏。,波纹管腐蚀失效,随着焦化装置实施20小时生焦周期以来，焦化装置一直处于大负荷状态下生产，从焦炭塔出来的油气线速高，大量焦粉被夹带到分馏系统，难以防止的柴油泵入口也会沉积了很多焦粉，局部焦粉被带到机封密封处，而冷却液不能及时冲洗掉，同时柴油中也存在硫腐蚀，柴油夹带焦粉对机封进行冲刷，长时间造成波纹管腐蚀失效，使波纹管失去弹性，波纹管也起不到密封作用，造成了备用泵密封失效。,3 改造方案,3.1 采用柴油吸收剂冲洗和冷却机械密封,P1105机械密封泄漏的主要原因是从P1105出口出来的柴油本身温度高，不能很好的冷却和冲洗机械密封，而且通过循环水冷却后经常出现冷却罐柴油出口管线凝住的现象，起不到冷却和冲洗的效果，大量的焦粉长期堆积，长时间造成动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞，动环和静环之间造成摩擦，所以根据工艺条件许可采用了从柴油吸收机泵P1110A、B出口的柴油吸收剂冷却机械密封，从柴油吸收剂泵P1110出口过来的柴油吸收剂温度为60多度，充分保证了该泵在热备用状态时的冷却和冲洗作用，又防止了改造前的冷却器出口柴油凝住的现象，同时冲洗液柴油吸收剂随着柴油介质流走，不影响柴油的产品质量，确保了机械密封的平稳运行,具体流程见图5：,图5 改造后机械密封冲洗流程图,3.2 静环增加背冷蒸汽,由于柴油泵P1105A、B处于大负荷状态下，机封密封温度高长时间处于高温状态下，而机械密封不能很好的冷却，从而导致动环和静环之间摩擦副温度高使机械密封泄漏，单一的采用柴油做冲洗和冷却是不够的，所以采用了静环增加背冷蒸汽，用凝结水作为背冷蒸汽，温度约100，这种方法不仅起到节约能源的作用，还可以充分的使机械密封的静环得到冷却，同时密封腔内堆积的焦粉及时被带走，起到了很好冷却和减震的效果。,改造后具体流程如图6所示：,图6 改造后背冷蒸汽流程,4 改造过程和效果,该高温机泵的机械密封冲洗和冷却方案自2021年6月开始实施改造，为了保证高温端机械密封的充分冷却和冲洗，与厂家经过协商后，在机械密封的动环和静环之间采用了温度约为60的柴油吸收剂冲洗液和在静环处增加凝结水作为背冷蒸汽的方案，自改造以来，改造情况良好，从未出现过泄漏情况，大大减少了机封泄漏情况。,5 经济效益和社会效益,5.1经济效益,自2021年2月到2021年至今，柴油泵共更换机封5套，按照每套机封的价格为4600元/套，共计23000元，同时更换机封需要大量人力物力，每次机封维修费用按照1000元/套，更换5套机封需要5000元。,每次更换机封，需要将柴油泵体内和管线内的存油排净，每台泵每次排放柴油1T，按照每吨柴油6000元计算，每次排油经济损失为6000元，5次排油直接经济损失为30000元。,如果加强现场操作，减少柴油泵机封泄漏，每年可以为车间节省60000元，为车间节省了一大笔费用。,5.2社会效益,每次处理机械密封泄漏，都需要专人处理和监护，职工劳动强度大大增大，同时，大量柴油被排放至含油污水井，如果现场有动火工程，存在很大的平安隐患，同时还会造成装置环境污染。,6 结论与建议,实践说明对柴油泵机械密封泄漏方案的改造是成功的，很好的解决了柴油泵机械密封泄漏情况，减少了维修费用和维修次数，同时车间还把柴油改造方案中的机封增加背冷蒸汽这一技术应用到了中段泵的机封上，取得了良好的经济效益和社会效益。为确保柴油泵能良好的运行，制定了柴油泵运行措施：1优化生产，平稳分馏塔操作，减少分馏塔夹带焦粉至柴油段，防止分馏塔大幅波动，同时减少柴油出装置量大幅波动。,2定期对柴油泵进行切换，车间规定每季度对柴油泵进行切换并做好润滑油更换记录。,发表结束，感谢各位领导的指导！,