脱乙烷塔回流泵机封泄漏原因分析及处理措施

脱乙烷塔回流泵机封泄漏原因分析及处理措施

张国祥 ,祁宝忠

（中国石油宁夏石化公司.宁夏 银川750026）

摘要：本文针对某炼油厂气分装置脱乙烷塔回流泵在运行过程中多次产生的机械密封泄漏故障进行了分析，采取了针对性的改进措施，取得了较好的效果。

关键词：离心泵  机械密封  原因分析  改进措施

1 前言

某炼油厂气分装置脱乙烷塔回流泵是气分装置主要设备，运行的好坏直接关系到整个催化装置生产的连续性和稳定性，该泵型号为EAPG80K4-315，结构为单级离心泵，其输送介质为混合碳3，出口压力为3.2MPa，流量为70.2m3/h，泵转速为2950rpm，运行温度为60℃,电机功率30KW，泵密封釆用四川日机生产的干气密封+机械密封。

2 历次检修情况统计

自2021年以来，脱乙烷塔回流泵经常发生机械密封泄漏故障，严重影响系统的稳定运行。2021年6月至2022年4月间，A/B两台泵因机封泄漏共检修11次。其中A泵检修更换7次，B泵检修更换4次，每台泵单台最长连续运行时间不超过5个月，最短不足半个月。

（1）A泵检修情况统计

（2）B泵检修情况统计

3 机封泄漏原因分析

3.1泵运行液位偏低且工艺介质不合格

对机泵工艺操作条件进行分析，调查机封每次泄漏前后机泵运行记录，发现机封泄漏前机泵轴承箱和电机振值最大不超过2.2mm/s,温度最大不超过50℃。检查脱乙烷塔回流罐液位在安全运行指标内，但是液位偏低。

化验检查发现泵输送介质液化气中C2含量过高，工艺要求原料进装置C2含量＜2%，分析介质中C2含量最大值为12.11%，最小值为2.56%，远超工艺操作参数。在机泵运行时，机封端面因相对运动有较大升温，当温度升高后，密封端面处轻组分的烃类介质气化，导致密封端面发生干摩擦，端面严重磨损，“0”型密封圈受高温发生碳化。

3.2拆检机封多次发现“0”型密封圈严重老化、龟裂

说明机封所产生的温度其不能够胜任。“0”型密封圈采用氟橡胶制成，温度适用范围（-60℃-220℃)，而氟橡胶在240℃条件下，形变率随时间急剧上升。

3.3拆检机封端面严重磨损

分析因机封密封面在运行时端面有较大的升温，而使端面附近轻组分的烃类介质发生气化，从而导致端面无液体进行有效润滑，发生干摩擦使机封端面严重磨损。

3.4检查发现机泵轴套及一级动环密封端面有过热发蓝现象

分析认为机封冲洗介质在一级密封腔处基本不流动，动、静环端面比压太大，端面承受载荷过大，导致该位置温度较高，过热的温度使以及密封面无有效的介质液膜，致使密封面磨损严重。

4 改进措施

4.1从工艺角度严格控制脱乙烷塔回流罐液位在40%以上，并严格控制罐区液化气中C2组分及其稳定性，要求C2组分不得大于10%，以防机泵抽空对机封造成损害，同时防止内机封内介质气化而产生干摩擦。

4.2机封“0”型密封圈由氟橡胶更改为全氟醚，以提高其适用范围。全氟醚密封圈耐高温达300℃以上，解决由于高温导致“0”型圈失效而造成泄漏。

4.3对机封结构进行优化，动环端面材质由浸树脂更改为浸金属石墨，提高其耐磨性及耐高温性能。并且通过减低端面比压的方式来减少端面承受的载荷，减少端面发热降低温升。端面比压由介质力及弹簧比压共同作用，弹簧比压由原来0.31MPa/cm2降低至0.21MPa/cm2，将端面比降低30%，与机封厂家共同协商将机封原12根弹簧均匀拆除至8根，由机封厂家对弹簧力进行核算数据。

4.4更改机械密封的冲洗方案，增加一条机封冲洗线，在一级密封腔和泵入口处加一条回流线，以降低一级密封腔压力，从而降低该处温度。具体为从泵排出口经节流孔板到密封腔，再从密封腔经节流孔板到泵吸入口的循环，以减小一级机封冲洗线处压力、温度，减少介质气化。该方案在2020年度大修中已实施。

5 应用效果

通过加强工艺操作控制，同时对机封动、静环和密封圈材质的改变,以及对机封弹簧数量的减少调整动、静环密封面比压后，该设备机封运行情况明显好转，其运行周期达到了一年以上。

6 结束语

通过有效的攻关活动，不仅解决了脱乙烷塔回流泵机械密封频繁检修问题，延长了机泵的运行周期，为公司创造了经济效益，同时还降低了检修成本和安全风险。

参考文献

[1]《实用机械密封技术问答》中石化出版社

[2]《机械密封及干气密封培训讲座》约翰克兰中国培训中心

[3]王天普.《石油化工设备维护检修技术》.中国石化出版社.2005.1

[4]靖秀清.《机泵检修钳工》.中国石化出版社.1998.11