催化车间热油泵泄漏原因分析

催化车间热油泵泄漏原因分析

它广泛应用于石油和天然气行业。其特点是：使用温度高：通常约为350。压力低：泵的进口压力为0.20.3mm帕。由于较大的中间粘度：在室温下，平均粘度为0.0610-4210-4ms（6.200倍）。固体：包括催化剂（如催化剂）、机械杂质和固有焦碳。这些特殊的使用环境,容易引起泵的机械密封故障,造成泄漏,威胁生产安全。下面对热油泵引起的机械密封故障的原因进行简要的分析,在此基础上提出预防措施,供同行参考。1机械密封的泄漏热油泵机械密封失效原因众多,形式现象各异,但泄漏点主要有六处:(l)轴套与轴间的密封;(2)动环与轴套间的密封;(3)动、静环间密封;(4)静环与静环座间的密封;(5)密封端盖与泵体间的密封;(6)冲洗介质密封端盖处丝口接头。其中,动、静环间密封是关键环节。永坪炼油厂催化二车间的P2208AB、P2209ABC和P2210AB等热油泵在实际运行中,频繁发生泄漏。此类热油泵大多在使用初期机械密封并不泄漏,在安装运行二周左右后机械密封开始微漏,1～2个月内泄漏量增大,从而无法继续使用,不但使维修费用上升,经济性下降,而且严重影响了装置的长期稳定和安全环保运行,为以后的生产运行埋下了巨大的安全隐患。通过观察分析,热油泵机械密封的现场主要的损坏情况如下: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、焦状颗粒等杂质;波纹管锈蚀严重,被杂质和聚合物卡涩,弹性不足;机械密封压盖水套内堵塞严重。2密封腔内电液密封的最佳密封分配在热油泵机械密封制造工艺等方面确定的情况下,一般使用和维修安装中造成机械密封失效的主要原因有端面液膜失效、冲洗介质品质不高,密封腔温度过高、操作参数频繁波动以及维修安装缺陷等问题。其中端面比压是机械密封的重要性能参数,端面比压要在设计的范围之内(机械密封的端面比压一般要求控制为0.4～0.7MPa),才能有效的保证机械密封端面良好配合,使密封面间形成有效液膜,以达到重要的首要密封目的。我们从机械密封的工作环境和维修安装方面入手,对这些机泵的机械密封失效原因进行综合分析。2.1不稳的介质进入泵体原先这些泵的冲洗液来自泵出口,没有经过过滤直接注入机械密封腔内,在实际生产过程中,由于泵体内介质粘度比较大、润滑性差、流动性差,并且温度高,而且P2208AB、P2209ABC和P2210AB泵的输送介质中在操作不稳的情况下含有大量的催化剂固体颗粒、粘稠结焦物;此外容器在检修完后存有少量细小的机械碎削和杂物,管道和设备的锈蚀物和重组份聚合物的沉积等。此类介质进入泵体后停留在密封腔和各密封面间,对密封腔摩擦副造成了相当大危害。在维修检修现场通过对冲洗系统彻底检查,发现冲洗液管容易结焦阻塞,密封腔内含有大量催化剂油泥混合物,造成动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞,导致动环在轴向的动作不灵活甚至被卡死,波纹管被卡涩,不能提供原机械密封设计的0.6MPa左右的端面比压,导致密封面不能良好地贴和,液膜平衡被破坏,这时密封就会出现微漏,随着聚合物和杂质颗粒进入摩擦副端面,密封面逐渐被磨损,再加上动环轴向补偿不灵,造成密封泄漏量增加,最终导致密封彻底失效。2.2温度过高引起的密封失效对于P2207AB和P2205AB泵的检修,现场发现,密封腔内并无危害性杂物,波纹管弹性仍然较好,和前述P2208AB、P2209ABC和P2210AB泵,唯一不同的一点就是波纹管外表面有大面积的穿孔缺失现象,经过长时间的实践检修观察分析,分析推断可能是密封腔温度过高和波纹管腐蚀引起的失效。温度过高对泵体机械密封有如下危害:(1)热裂:如密封面处于干摩擦、冷却突然中断、杂质进入密封面、抽空等,会导致动环表面出现裂纹,从而使静环急剧磨损,密封面泄漏迅速增加。碳化钨环热裂现象较常见。(2)发泡、炭化:使用中如石墨环超过许用温度,则其表面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化,当有黏结剂时,又会发泡软化,使密封面泄漏量增加,密封失效。(3)老化、龟裂、溶胀:橡胶“O”形密封圈超过许用温度继续使用,将迅速老化、龟裂、变硬失弹。如果是有机介质则溶胀失弹,这些均导致密封失效。凡因热损引起的密封失效,关键在于尽量降低摩擦热,改善散热,使密封面处不发生温度剧变。2.3机械密封安装不良但对于有些机泵,例如P2205B和P2204A泵,刚安装完新的机械密封后就开始微漏,一周左右后就出现大量的泄露,此类泵的机械密封失效可能为维修安装缺陷或机械密封选用不合适引起的故障失效。由于安装不良会发生机械密封失效泄漏,安装不良主要有这几方面:①动、静环接触表面不平,安装时有碰伤、损坏;②动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧;③动、静环表面有异物夹入;④动、静环“O”形密封圈未装好;⑤定位螺钉未拧紧,波纹管座后退;⑥轴套处泄漏,密封圈未装或压紧不够;⑦如果波纹管受力不均匀或密封腔端与轴垂直度不够,则会出现盘泵时,密封有方向性的泄漏;⑧静环压紧不均匀;⑨转子轴向窜动量超标、转子发生周期性窜动会导致密封周期性泄漏。2.4机械密封发生异常泄漏的原因由于工艺操作不稳定,如抽空、气蚀、气傅、憋压等异常现象,从而引起机械密封密封腔内压力异常性变化导致动、静环接触面分离或干摩,发生机械密封突发性泄漏失效。3改进热油泵机械密封的措施根据密封的失效原因,我们车间有针对性地提出了改进措施,从以下几个方面进行了改进。3.1轻柴油作隔离介质(1)柴油组分清洁,并与介质相容性好,不影响输送介质的质量安全。对于消除密封腔因杂物危害而引起的机械密封失效特别有用;(2)相对于高温油泵而言冲洗选用轻柴油作隔离介质,具有热分解温度高、自燃点高、闪点高(一般在260℃以上)、热氧化稳定性好、高温蒸发损失小的特点;(3)柴油压力和温度都易于控制,能比较有效地消除由于机械密封热损而引起的故障;(4)用柴油组分作冲洗液是非常经济的,几乎没用增加任何设施(由原来的燃烧油泵兼用封油泵),而且这部分柴油最终还是与介质混合返回分馏塔,不影响柴油产品收率。3.2改进措施的内容为了减少维修安装缺陷或机械密封选用不合适引起的机械密封失效故障。我们车间有针对性地提出改进措施,从以下方面进行了改进:(1)经常与维修工交流,并监督他们的安装过程,不断地规范安装过程,尽量避免因安装不细而引起的机械密封故障;(2)建议在选用机械密封时在热油泵上优先选用质量好,可靠度高的机械密封。3.3保证密封腔温度为了减少由于工艺操作不稳定,引起的机械密封密封腔内压力异常性变化,导致动、静环接触面分离或干摩,发生机械密封泄漏失效,对于操作工从以下方面进行要求:(1)加强工艺岗位平稳操作,杜绝出现抽空、超温、憋压等现象;(2)影响密封腔温度的因素有三个方面,分别为泵体端盖水套、密封端盖水套、冲洗介质。要求司泵工必须做到:一是保证冲洗柴油的压力和温度正常;二是要保证泵体端盖水套畅通,过水量正常,发现异常要及时处理,处理不了就停泵检修;三是要保证密封端盖水套畅通,过水量正常,若出现异常处理不通时可将入口丝堵松开外淋运行;(3)泵在检修完投用时,应先投用冲洗柴油,然后再投用输送介质,这样才能更好地将密封腔与输送介质隔离开,彻底改善机械密封腔的工作环境。4车间机泵检修次数通过我车间热油泵机械密封冲洗液的有效改造,同时不断提高操作人员的责任意识和专业技能,尽量避免因维修安装和操作不当而引起