中石油高危油泵机械密封改造解决方案

中石油高危油泵机械密封改造处理方案中石油高危油泵机械密封改造解决方案第1页为了确保装置安全运行，依据股份企业“关于深入加强高危介质泵安全运行管理通知”，对高危泵密封进行改造，在新建、改扩建装置和设备更新时，应选取质量可靠、性能优良高危介质泵，高危机泵密封应按API682标准要求采取双密封，对于不符合要求单密封机泵各企业应依据装置特点和高危机泵危险程度分期分批有计划地对高危泵密封进行改造；各企业可利用近期装置大修、改造对高危泵密封进行改造。改造目标：高温油泵机械密封改造和技术升级，为了实现机械密封安全保护及运转状态实时监控，提升安全等级，确保设备可靠运行。改造范围：高温油泵机械密封改造处理方案是为炼油装置高温油泵而设计，也适合用于石油、天然气及化学工业中不一样装置高温油泵。高温油泵输送介质温度＞176℃，密封腔压力＜4.2MPA中石油高危油泵机械密封改造解决方案第2页一、 高危泵定义及范围1. 高温热油类：输送介质最高运行温度大于或等于自燃点或介质温度大于200℃。比如：蒸馏装置侧线泵、减底泵、常底泵和初底泵；催化装置回炼油泵、回流泵、油浆泵；连续重整装置回流泵、重沸炉泵和塔底泵、二甲苯泵；加氢裂化装置柴油泵、循环柴油泵、分馏塔底泵、柴油汽提塔重沸炉泵、分馏塔进料泵；渣油加氢装置加氢进料泵、分馏塔中段回流泵、柴油泵。2. 轻烃类：输送介质和大气压力下，非常轻易挥发烃类物质，普通是指C5或更轻烃类物质单体或其混合物，苯、甲苯和二甲苯等。比如：蒸馏装置初顶油泵、常顶回流泵、常顶三级冷凝油泵、脱丁烷塔进料泵和顶塔顶回流泵；催化装置液态烃泵、凝缩油泵、石油气进料泵、稳定塔顶回流泵、液化气增压泵等；汽油加氢装置塔顶回流泵；气分、气分球罐、烷基化、MTBE、气体、储运装置含轻烃介质工艺流程泵。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第3页3. 有毒有害类：在其生产、使用或处置任何阶段，都含有对人、其它生物或环境带来潜在危害特征物质，包含：苯、甲苯和二甲苯、多乙苯、苯乙烯、硫化氢、氯气、二氧化硫、甲醇等。含有这些有毒有害介质装置有连续重整装置、乙苯装置、乙苯罐区、储运和其它化工等装置。一、 高危泵定义及范围中石油高危油泵机械密封改造解决方案第4页二、 设计、制造执行标准（高标准）API682-

《离心泵和转子泵用轴封系统》GB150-1998

《钢制压力容器》ASMEB16.5-

《管法兰和法兰管件》SH3406-1996

《石油化工钢制管法兰》SHT3156-

《石油化工离心泵和转子泵用轴封系

统工程技术要求》中石油高危油泵机械密封改造解决方案第5页三、 高温热油泵密封配置要求为了确保高温热油泵密封安全运行，密封应采取符合API682-要求双密封（布置方式2或3），3类C型密封（金属波纹管密封）。详细要求以下：1. 密封方案冲洗方案可采取P32+53A、P32+53B、P32+54和P32+52；对于不允许采取外冲洗（P32）高温泵，可采取P21或P22或P23替换P32。对于介质温度低于300℃热油泵，能够经过提升密封端面材质耐温性能，改进密封设计，尽可能防止采取外冲洗。2. P21或P22或P23中换热器中提议采取低压蒸汽对冲洗热油进行换热。对密封腔有冷却夹套P02冲洗方案，提议也采取低压蒸汽进行冷却；假如采取水进行冷却，应采取软化水，并确保足够量冷却水量和水流速，以防出现水汽化；不应使用循环水。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第6页3. 石墨环应采取优质抗起泡进口石墨（东洋碳素、美国摩根或德国（广东崇德）产品）；金属波纹管采取进口INCONEL718，波纹管采取45°金属波纹管应进行焊后热处理；当介质温度低于290℃时，可选取全氟醚橡胶，当介质温度超出290℃时应选取柔性石墨。4. 方案32系统中要求配置单向阀、Y型过滤器，流量计、压力表、截止阀。流量计需耐400℃。5. 方案P53、P54或P52系统中应依据要求设压力和液位报警，对密封泄漏进行报警。6. 密封本体设计时必须考虑该密封能够在300℃以上高温条件下运行，以确保辅助系统意外中止，密封可长久运行。三、 高温热油泵密封配置要求中石油高危油泵机械密封改造解决方案第7页7.

在采取Plan53或Plan54时，介质侧密封必须能够承受正、反两个方向压力；大气侧密封应该一样采取与介质侧密封相同耐高温密封。在采取P52时，大气侧密封应采取能承受介质侧压力和高温密封。8.

采取Plan52、Plan53、Plan54时应该考虑辅助系统承压和耐温与泵保持一致，并符合国家新压力容器要求；尤其对于采取P52时，应考虑介质侧密封泄漏高温热油大量泄漏出时，储液罐耐热和耐压以及热油排放和搜集，应采取办法降温，预防高温热油自燃。9.

储液罐应采取细长型，容积依据轴径大小，其容积选择12L和20L，并设手动补液泵和排放口。10.

双密封系统在设计和制造上应能满足连续运行25000小时无需更换。三、 高温热油泵密封配置要求中石油高危油泵机械密封改造解决方案第8页

PLAN

32+53A方案特点：

1、封液压力高于介质压力，确保高温工艺介质零逸出；2、储液罐配置液位及压力报警开关，可实时监控机封运转情况，提升了安全等级；3、机封为串联波纹管密封，在一级密封失效时二级密封实现主密封功效，提升设备运行安全等级。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第9页方案特点：1、封油系统可同时给多台高温油泵提供封油；

2、封液压力高于介质压力，确保高温工艺介质绝对零逸出；

3、缺点是无法进行有效实时监控。

PLAN

32+54中石油高危油泵机械密封改造解决方案第10页PLAN

32+54G方案特点：

本方案是为了克服PLAN32+54缺点进行优化后辅助系统方案，其除了完全含有PLAN32+54优点外，还实现了主密封失效状态人工监控。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第11页PLAN

32+52方案特点：

1、储液罐配置液位及压力报警开关，可实时监控机封泄漏情况，进行及时维护。2、机封为双端面波纹管密封，在一级密封失效时二级密封实现主密封功效，提升安全等级

3、与单端面密封相比，双重非承压密封能降低回路泄漏风险。4、缓冲液压力低于介质压力，此方案只适合用于轻质馏分油类。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第12页结合以上高温热油泵机封及其辅助系统方案改造要求，克隆集团专门推出了符合API682-要求高温油泵波纹管机械密封及其辅助系统。机械密封产品系列：C65系列波纹管机械密封NBM系列波纹管机械密封辅助系统：

CR5012、CR5020密封辅助系统

中石油高危油泵机械密封改造解决方案第13页3.1高温热油机械密封产品：产品型号：C65／NBM系列旋转型波纹管机械密封产品优点：波纹管采取45°波形大大降低了应力峰值，分解内孔焊茹应力，预防早期破坏；并使应力分布更理想，赔偿性更加好。优异动态性能和广泛环境适应能力极限性能参数以下：1、压力：最高4.2MPa2、温度：最高400℃中石油高危油泵机械密封改造解决方案第14页执行标准：

API

682

—

《离心泵和转子泵用轴封系统》

GB150-1998《钢制压力容器》

ASMEB16.5-

《管法兰和法兰管件》产品规格：

CR5012（容积12L）

CR5020（容积20L）主要组成单元：储液罐、手动补液泵、报警单元、排液单元、测量单元等；适用范围：

PLAN

53A

PLAN

52

3.2克隆集团CR系列辅助系统中石油高危油泵机械密封改造解决方案第15页3.3CR系列辅助系统仪器仪表标配说明压力表(北京布莱迪)YTN-100H表盘直径Ф100

量程0~1.0MPa

M20X1.5外螺纹联接

表头充液双金属温度计

(北京布莱迪)WSSF-481表盘直径Ф100

量程量程0~200℃M20X1.5可动外螺纹联接

探杆:ФC8,L=70mm压力开关(UE)J120-190-M201防爆等级:ExdIICT6;防护等级:IP65,

电额输出:15A,125/250/480VAC(5A/24~30VDC)

电气接口:3/4NPTF；安装接口:1/2NPTF

开关输出:SPDT(单刀双掷)；接液材质:316

量程:0.01~0.69MPa；设定高压报警值0.1MPa侧装浮球液位开关(SOR)1510B-G5A-C-W1-ES电气接口:1/2NPT(F),防爆等级:EXdIICT4;

防护等级:IP65;过程接口:1-1/2NPT(M)

触点形式:SPDT;触点容量:1Amp110VAC;3Amp28VDC.中石油高危油泵机械密封改造解决方案第16页四、 轻烃介质泵密封配置要求轻烃介质泵密封应采取符合API682-要求双密封（布置方式2或3），优先选取布置方式2（无压串联双密封），对于现场无放空条件应选取布置方式3（有压双密封）；密封结构选择A型标准推环式密封，静环应设置限位挡板。工作温度超出176℃（350℉）应采取C型密封，但需经过专门设计。1. 硬质合金材质：应选取优质SIC或WC，石墨环应采取优质进口石墨（东洋碳素、美国摩根或德国产品）；弹簧采取合金C-4或合金C-276；若采取C型密封(C型密封最高工作温度为400℃)金属波纹管采取进口INCONEL718。辅助密封圈应选取杜邦产品，当介质温度超出290℃时应选取柔性石墨。2. 密封冲洗方案采取P11+52、P11+53或P11+72+75或76，P11采取加大量自冲洗（多孔冲洗）；对于高温轻烃泵可采取P21（22）+52、P21（22）+53或P21（22）+72+75或76中石油高危油泵机械密封改造解决方案第17页3. P11+52、P11+53B或P11+72+75或76系统中应设压力和液位报警，储液罐（或缓冲气）放空口应设节流孔板，储液罐应采取细长型，容积依据轴径大小，其容积选择12L和20L，并设手动补液泵和排放口。P11+52储液罐应能承受泵内压力，外部密封应承受泵内压力。4. 双密封系统在设计和制造上应能满足连续运行25000小时无需更换。P11+72+75或76冲洗方案内部密封泄漏时，其外部密封应能正常运行大于8小时。四、 轻烃介质泵密封配置要求中石油高危油泵机械密封改造解决方案第18页五、 有毒有害介质泵密封配置要求有毒有害介质泵密封应采取符合API682-要求双密封（布置方式3），对于非高温有毒有害介质泵密封采取A型密封，冲洗方案宜采取P11+53B；对于高温有毒有害介质泵应采取C型密封，冲洗方案宜采取P21+53A。1. 硬质合金材质：应选取优质SIC或WC，石墨环应采取优质进口石墨（东洋碳素、美国摩根或德国（广东崇德）产品）；弹簧采取合金C-4或合金C-276；若采取C型密封(C型密封最高工作温度为400℃)金属波纹管采取进口INCONEL718。辅助密封圈应选取杜邦产品，当介质温度超出290℃时应选取柔性石墨。2. P11+53B或P21+53A系统中应设压力和液位报警；储液罐应采取细长型，并符合国家压力容器要求；容积依据轴径大小，其容积选择12L和20L，并设手动补液泵和排液口。3. 双密封系统在设计和制造上应能满足连续运行25000小时无需更换。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第19页六、 增上高危泵在线监测系统为了确保高危泵稳定运行，及时对运行状态进行监测，对存在故障信息进行分析诊疗，预防出现振动超标、轴承故障等机械故障造成密封损坏，对重大危险且运行不稳定高危泵应增上机泵在线监测系统。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第20页七、 高危泵轴承对于高危泵轴承应采取进口瑞典SKF、日本NSK和德国FAG轴承。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第21页密封配置中石油高危油泵机械密封改造解决方案第22页密封配置中石油高危油泵机械密封改造解决方案第23页密封配置中石油高危油泵机械密封改造解决方案第24页密封配置中石油高危油泵机械密封改造解决方案第25页附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备注1本附录包含在工业中使用标准冲洗方案和辅助设备图示。不是全部方案都在本标准中推荐使用，这些方案在特殊情况下应用需经过购置者同意。注2左图是冲洗方案总管路和仪表安装示意图，右图是密封腔详图。图示检测仪表为选取件。中石油高危油泵机械密封改造解决方案第26页方案01密封腔V=排气口(可选)I=入口Q/D=阻封/排水

从泵流入密封内循环。推荐只在清洁泵送流体时使用。应确保内循环能有效维持端面稳定。

图D.1标准密封冲洗方案01附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第27页

方案02密封腔1.塞紧环流用接头HCI=加热/制冷入口HCO=加热/制冷出口Q/D=阻封/排水V=排气口(可选)

不存在冲洗液环流封闭式密封腔

图D.2标准密封冲洗方案02附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第28页

方案11密封腔1.自泵排出口F=冲洗Q/D=阻封/排水V=排气口(可选)从泵排出口经节流孔板到密封循环。流体进入密封腔靠近机封端面，冲洗该端面，越过密封再进入泵。

图D.3标准密封冲洗方案11附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第29页

方案12密封腔1.自泵排出口F=冲洗Q/D=阻封/排水V=排气口(可选)

从泵排出口经滤网和节流孔板到密封循环。该方案和方案11类似，但增加了能够去除细小颗粒滤网。普通不推荐使用，因滤网堵塞会造成密封失效。该方案作为参考收入本标准中，对其工作寿命能否到达3年未做检验。在其它文件和附录中均未收录本方案。

图D.4标准密封冲洗方案12附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第30页

方案13密封腔1.至泵吸入口F=冲洗Q/D=阻封/排水V=排气口(可选)从密封腔经节流孔板返回泵吸入口循环。

图D.5标准密封冲洗方案13附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第31页方案14密封腔1.至泵吸入口2.自泵排出口FI=冲洗入口FO=冲洗出口Q/D=阻封/排水V=排气口(可选)从泵排出口经节流孔板到密封同时从密封腔经节流孔板(可选)到泵吸入口循环。液体流入密封腔进行冷却，其次经过连续排气达到减小密封腔内压力作用。方案14是方案11和方案13综合。图D.6标准密封冲洗方案14附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第32页

方案21密封腔1.自泵排出口F=冲洗Q/D=阻封/排水TI=温度计V=排气口(可选)

从泵排出口经节流孔板和冷却器，再进入密封腔循环。

图D.7标准密封冲洗方案21附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第33页

方案22密封腔1.自泵排出口F=冲洗Q/D=阻封/排水TI=温度计V=排气口(可选)

从泵排出口经滤网、节流孔板和冷却器，进入密封腔循环。普通不推荐使用滤网，因滤网堵塞会造成密封失效。该方案作为参考收入本标准中，对其工作寿命能否到达3年未做检验。在其它文件和附录中均未收录本方案。

图D.8标准密封冲洗方案22附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第34页

方案23密封腔FI=冲洗入口FO=冲洗出口Q/D=阻封/排水TI=温度计V=排气口(可选)

从密封腔内泵送环经冷却器再进入密封腔循环。该方案用于热工况，再经过冷却少许回流液将冷却器热负荷减至最小。

图D.9标准密封冲洗方案23附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第35页

方案31密封腔1.自泵排出口2.至泵吸入口F=冲洗Q/D=阻封/排水V=排气口(可选)

从泵排出口经旋风分离器将清液送入密封腔循环。固体颗粒则被送入泵吸入管内。

图D.10标准密封冲洗方案31附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第36页

方案32密封腔1.卖方F=冲洗2.购置者FI=流量计3.自外源PI=压力计4.选取件Q/D=阻封/排水TI=温度计V=排气口(可选)

冲洗液从外部液源引入密封腔。必须正确选择冲洗液，以消除液体蒸发隐患并防止泵送液与引入冲洗液不相容。

图D.11标准密封冲洗方案32附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第37页

方案41密封腔1.自泵排出口2.至泵吸入口F=冲洗Q/D=阻封/排水V=排气口(可选)

从泵排出口经旋风分离器将清液送入冷却器，然后再送入密封腔循环。固体颗粒则被送入泵吸入管内。

图D.12标准密封冲洗方案41附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第38页

方案51密封腔1.储罐F=冲洗Q=阻封D=排水口(塞紧)V=排气口(可选)外储罐装有连接压盖阻封接头封闭套。

图D.13标准密封冲洗方案51附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第39页

方案52密封腔1.购置者LBI=缓冲液入口PI=压力计2.卖方LBO=缓冲液出口PS=压力开关3.至搜集系统LSH=高液位开关V=排气口(可选)4.通常为开LSL=低液位开关5.有要求时LI=液位计6.储罐F=冲洗7.补足缓冲液FI=流量计

外储罐向密封布置2外密封提供缓冲液。在常规操作中，靠一个内部泵送环来维持循环。储罐经常要连续地向蒸汽回收装置排气，确保其压力低于密封腔内压力。

图D.14标准密封冲洗方案52附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第40页

方案53A密封腔1.购置者

LBI=阻塞液入口

LSL=低液位开关2.卖方

LBO=阻塞液出口PI=压力计3.自外压力源F=冲洗

PSL=低压力开关4.通常为开FI=流量计

V=排气口(可选)5.有要求时LI=液位计6.储罐

LSH=高液位开关7.补足阻塞液

加压外部阻塞液储罐向密封腔提供清液。经过内部泵送环来循环。储罐压力大于密封压力。该方案惯用于密封布置3。

图D.15标准密封冲洗方案53A附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第41页

方案53B密封腔1.补足阻塞液

LBI=阻塞液入口2.气胆式蓄压器

LBO=阻塞液出口3.有要求时

F=冲洗4.气胆式充气连接PI=压力计

PSL=低压力开关

V=排气口(可选)

外管路向加压双密封布置外密封供液。预压气胆式蓄压器为循环系统供压。由内部泵送环来维持流动。经过用空气或水冷却热交换装置，把循环系统生成热量带走。该方案用于密封布置3。图D.16标准密封冲洗方案53B附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第42页

方案53C密封腔1.补足阻塞液

LBI=阻塞液入口

LSL=低液位开关2.有要求时

LBO=阻塞液出口PI=压力计3.活塞式蓄能器F=冲洗

TI=温度计

LI=液位计

V=排气口(可选)

外管路向加压双密封布置外密封供液。零位线从密封腔至活塞式蓄能器为循环系统供压。由内部泵送环来维持流动。经过用空气或水冷却热交换装置，把循环系统生成热量带走。图D.17标准密封冲洗方案53C附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第43页

方案54密封腔1.自外源2.至外源LBI=阻塞液入口LBO=阻塞液出口F=冲洗V=排气口(可选)

外部加压阻塞液储罐或给密封腔供给清液系统。依靠外部泵或压力系统来循环。储罐压力大于密封压力。该方案用于密封布置3。图D.18标准密封冲洗方案54附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第44页

方案61密封腔F=冲洗D=排水口(塞紧)Q=阻封(塞紧)V=排气口(可选)

购置者采取螺纹塞紧连接。当购置者需要给外密封装置供液(如：蒸汽，气体或水)时，主要采取该方案。图D.19标准密封冲洗方案61附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第45页

方案62密封腔F=冲洗D=排水口Q=阻封V=排气口(可选)

用外部液源阻封。为预防固体颗粒聚集在密封大气一侧可采取阻封办法。主要选取小间隙节流套。图D.20标准密封冲洗方案62附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第46页

方案71密封腔F=冲洗GBI=缓冲气入口(塞紧)CSV=抑制密封排气口(塞紧)CSD=抑制密封排液口(塞紧)V=排气口(可选)

购置者采取螺纹连接。当购置者要用到缓冲气时，主要采取该方案。图D.21标准密封冲洗方案71附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第47页1.缓冲气面板F=冲洗2.卖方

GBI=缓冲气入口3.购置者

CSV=抑制密封排气口4.有要求时

CSD=抑制密封排液口FI=流量计FIL=(燃油水分)凝聚过滤器，确保缓冲气中可能存在固体颗粒或液体不会污染密封FSH=高流量开关PCV=压力控制阀，用于控制缓冲气压力以防内密封压力输送逆转，并控制提供给抑制密封压力PI=压力计PSL=低压力开关V=排气口(可选)

外部向密封布置2提供气体缓冲。可单独使用缓冲气体来稀释密封泄漏，也能够和方案75或76一起使用将泄漏物冲入封闭搜集系统。缓冲气压力低于内密封压力。方案72密封腔图D.22标准密封冲洗方案72附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备中石油高危油泵机械密封改造解决方案第48页

方案74密封腔1.阻塞气面板FI=流量计2.卖方

FIL=(燃油水分)凝聚过滤器，确保阻塞气中可能存在固体3.购置者颗粒或液体不会污染密封4.有要求时

FS