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高温油泵串级波纹管密封改造鞠立新;曲杰【摘要】近年来,石化行业高温油泵泄漏着火事故主要原因就是密封泄漏.分析了某炼油厂炼油装置高温油泵单端面波纹管密封泄漏的原因,包括密封面磨损、波纹管失弹、密封面热裂等.根据对单端面密封使用效果及隐患的分析,对高温油泵进行改造,包括机械密封的冲洗方案由PLAN32+ 62改为PLAN32+ 53B和将单端面波纹管机械密封改为串级双端面波纹管机械密封.详细介绍了改造的结构特点和技术优势,冲洗方案的改造极大地改善了密封的工作环境,使密封的使用寿命显著延长;串级波纹管机械密封的改造为油泵增加了一道防泄漏措施,并能够提前预判密封可能存在的故障,保证了密封的安全可靠运行.现场使用效果表明:高温油泵波纹管串联式机械密封使用寿命长、安全可靠、密封冷却效果好.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2014(044)011【总页数】3页(P31-33)【关键词】高温油泵;波纹管密封;辅助系统;密封改造【作者】鞠立新;曲杰【作者单位】中国石化青岛石油化工有限责任公司,山东省青岛市266043;中国石化青岛石油化工有限责任公司,山东省青岛市266043【正文语种】中文近年来，石化行业发生了多起由于高温油泵机械密封泄漏导致的着火事故，给装置安全生产和周围环境带来了严重影响。
根据中国石化高温油泵隐患专项治理要求，某炼油厂对现有高温油泵进行机械密封和冲洗方案的改造。
2012年对5.0 Mt/a 常减压装置和1.6 Mt/a焦化装置共计26台高温油泵进行改造，目前已经投用20个月，未出现密封泄漏问题并且运行状况良好。
1 单端面机械密封失效分析1.1 磨损通常由于细小颗粒侵入密封面，使较软的密封面磨损。
有时由于固体颗粒嵌入到较软密封面中会使较硬密封面受到固体颗粒的磨损，形成均匀的沟槽[1](见图1)。
1.2 波纹管失弹大多数高温油泵采用单端面密封时，冲洗方案一般选用API682[2]中的PLAN32+62方案，PLAN32方案外供冲洗液注入密封腔，改善密封环境；PLAN62方案采用外供急冷液冲洗密封面大气侧，可以冲洗掉密封元件周围堆积的污染物，并降低密封处温度。
炼化企业高危泵机械密封失效分析及对策煉化企业的工作中，有许多的工作流程以及物料机泵都是有着比较大的爆炸风险存在，所以在企业的生产经营中这些机泵就被划分为高危泵管理的范围之内。
本文是在对高危泵的设计、选型、运行、维护等多个方面进行规范化的探讨，从而保障高危泵在生产使用过程中的安全性，能够在平稳运行的状态下进行生产，从而实现炼化企业的设备安全管理。
标签：高危泵;机械密封;炼化企业前言：在炼化企业中，高危泵指的就是高温热油类泵，也就是说在对介质进行输送时，运行的温度大于或等于自然点，或者是温度高于200℃的机泵。
轻烃类泵，也就是在传输的过程中介质在大气压的作用之下容易出现挥发，从而形成烃类物质的机泵。
而输送毒性物质比较中的机泵称之为有毒有害类泵，根据化工企业出现的事故中发现，泵密封失效是导致火灾出现的突出原因。
一、机械封失效的原因相对于其它的泵使用的空间来讲，化工装置的高危泵是一直处于高温、高压以及高腐蚀的一种工作环境中，施工生产的环境又比较复杂多样，所以在使用的过程中如果出现微小的泄露情况，就会导致不可扭转的局面出现。
针对于密封失效的原因，主要有以下几点。
（一）机械的密封结构选取不合理因为在对机泵进行设计时，设计人员自身并不能够完全的对机泵工作开展的原理进行掌握，所以对机泵中的一些设计就按照了一般的情况去进行考虑，所以较多采用的单端面机械密封，机泵的设计并没有从整体的安全性上进行考虑。
单端面的密封设计，只是符合一般的油品泄漏不严格的场合使用，因为整体的结构都比较简单，所以并不适用于安全系数要求高的机泵设计中。
（二）机械密封的冲洗状况不符合实际的运行需求密封的机械在对介质进行传输时，部分的介质是容易结晶或者是有着细小的颗粒，所以这样的介质运输就要在一定压力的情况下，使用科学的方式用冲洗液进行冲洗。
如果不能及时的对机械进行冲洗，就会导致因为结晶体与颗粒的存在减小了密封圈的使用寿命，导致密封圈不能够在磨损之后及时的进行修复，最终出现介质泄漏的情况出现。
高危介质离心泵密封系统改造高危介质离心泵密封系统改造摘要：针对辽阳石化芳烃厂芳烃装置自建成投产至今的生产过程中易出现机械密封泄漏，且泄漏介质危险性高的现状，分析现有密封的使用情况。
对输送有毒有害、高温高压介质的单端面机械密封离心泵进行改造后，生产装置在连续运转，安全环保，经济效益等方面得到明显提升。
关键词：高危介质机械密封离心泵一、前言辽阳石化是中国石油八个千万吨级炼油基地之一，综合实力持续增强，近年来，积极探索经济发展方向，不断优化产业结构，为实现把辽阳石化全面建设成为以芳烃为特色的大型石化基地的战略目标，公司加大力度改善芳烃装置生产状况，2012年，对该装置全部高危泵密封系统进行了改造。
二、装置现有离心泵密封介绍辽阳石化芳烃装置建于上世纪90年代，离心泵输送介质为高温、高压、易燃、易爆液体，在连续生产过程中如果发生泄漏将存在较大危险，容易造成人身财产损失、污染环境。
而且该装置经过十余年的运转，部分机泵存在设计标准陈旧，设备老化的现象，90%的老式机泵仍然使用单端面机械密封，可靠性较差。
三、安全隐患分析1.单端面机械密封原理单端面机械密封结构简单，制造和安装容易，一般用于介质本身润滑性好和允许有微量泄漏的情况，是最常用的机械密封型式。
单端面机械密封的密封动静环端面摩擦工况，是影响密封寿命的关键因素。
大量研究表明，动静环端面间建立起稳定的液膜，以使动静环得到良好的润滑和冷却，是机械密封实现稳定运转的关键因素。
当密封端面压力或相对滑动的线速度提高、工艺操作不稳定等造成密封腔压力波动以及其他原因造成摩擦加剧时，流体从密封腔流经端面时就需要带走更多的摩擦热，在靠近密封外侧的流体会部分气化，此时，液膜压力会发生波动，造成密封工作状态不稳定，密封容易出现早期失效。
所以，要想使动静环端面间建立起润滑状态优良、压力稳定的液膜，必然会使密封产生一定的泄漏量，其标准值一般为3～5ml/h，按该标准计算，如果机泵连续运转一年，将产生26～44L物料，对于高危介质泵而言，这将产生较大的环境污染和安全隐患。
81中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.08 （上）中国石油新疆独山子石化公司乙烯厂芳烃装置溶剂回收塔底外送泵（20-P-1006）为嘉利特荏原泵业有限公司生产的单级双支撑离心泵。
该泵输送介质为高危险介质贫溶剂环丁砜，介质温度175~180℃、高毒。
介质如果外漏，对操作人员健康及作业环境危害极大，因此对机械密封可靠性要求较高。
1 原机械密封结构该泵原配套机械密封为福斯公司生产的无压串联接触式机械密封，冲洗方案采用API 682 Plan21+52，密封介质为工业白油，具体结构如图1所示。
该泵在使用过程中由于机械密封冲洗液（所输送介质）冷却器换热盘管经常堵塞，造成冲洗液无法达到预设的冷却温度，高温的机械密封冲洗液在机械密封内气化，使动静环干磨，机械密封使用寿命无法达到2万小时。
另外，该泵机械密封需要进口，价格十分昂贵，单套备件价格在20万元左右（散装），并且采购周期较长，给工艺安全生产带来重大隐患，所以为了保证装置连续平稳生产，我们决定对该泵机械密封进行国产化改造。
图1 原机械密封结构图2 原进口机械密封失效原因分析根据该泵解体检修情况来看，机械密封失效的原因主要有两点，动密封失效和静密封失效，由于该机械密封静密点都选用的是O 型圈密封，虽然在该泵上也发生过两次O 型圈选用不当导致密封失效，但是静密封泄漏的可能性相对较小，密封原理也简单，只要O 型圈材质选用得当，尺寸合适，安装精准，一般情况下也不会导致密封失效，本文就不再细述，只是强调一点，在选用O 型圈时一定要考虑在不同工况及温度下密封槽和O 型圈的膨胀量以及输送介质对O 型圈的腐蚀性。
该泵动静环密封面磨损是该泵机械密封失效的主要形式，损坏原因主要有以下两个方面原因。
（1）第一道主密封端面冲洗介质为该泵输送的环丁砜溶剂，该物料饱和蒸汽压较低，并且物料温度较高，高温下很容易汽化，采用API 682 Plan21+52方案冷却，冲洗冷却器负荷就非常大，循环水侧换热器盘管很容易结垢，而结垢后换热效果变差，导致冲洗介质不能充分冷却，十分容易汽化。
双端面机械密封在高危油泵上的应用吉林石化公司炼油厂1常减压装置，自建成到现在机泵密封一直单端面运行，曾发生多起由于密封泄漏引起的严重火灾事故。
2011年进行高危机泵密封双端面改造从根本上提升了设备的安全性。
常减压装置使用高危机泵32台其中的24台机泵均改双端面密封。
一、双端面机械密封结构型式的确定及其工作原理检查密封腔各相关部件外观和尺寸，包括各配合尺寸、空间尺寸、形位公差。
校核密封腔中旋转轴相对于静止腔体的轴向及径向跳动值确保不超过相关标准。
密封运行环境以输送高温、高压介质为主。
确保密封的隔离液良好循环与冷却。
根据厂家（丹东克隆）提供的密封资料、外型尺寸经再三核对采用所示双端面机械密封。
图中材料为纯铝的轴封阻止介质从泵轴与封密轴套间隙漏出；动环密封圈材料为柔性石墨阻止介质进入波纹管内部静环密封圈材料也是柔性石墨，阻止介质经由静环漏到隔离液内或者阻止隔离液漏到外部密封大盖垫，可防止泵内介质漏到外部两波纹管压缩量靠螺钉固定（事先已计算好）；泵送环促使隔离液循环。
二、密封冲洗方案及冲洗油的确定机泵密封所用冲洗油（封油）主要作用是冲洗密封波汶管内及四周杂物防止密封波汶管处介质结焦中和冷却摩擦副产生的热量，以保持波汶管良好弹性，使摩擦副在良好环境下运转。
冲洗油要同时满足在泵内温度、压力条件下不汽化与泵内介质相容不污染产品洗油温度要比泵内介质低洗油压力比冲洗油注入点高。
基于冲洗油的条件再根据每台机泵各自的操作环境采用不同的冲洗方案。
（1）对于介质密度大操作温度高于其自燃点易结焦流量大出口压力高加初底油泵、常底油泵、减底油泵、减二线油泵，采用减二线油（蜡油）作为冲洗油，并由换热器后部引出。
根据表1填料使用时间对比填料种类碳丝纤维玻纤维石墨四氟石棉纤维戈尔使用时间/h9202880浸溃有石墨和四氟，曾强其耐磨耐腐蚀性，但承受不了高温、冲击载荷和强溶剂作用。
实际使用时，石棉常被泡软且随物料带走导致密封失效。
戈尔（GFO纤维）填料，由膨体聚四氟乙烯纤维、石墨和一种耐高温润滑剂结合而成。
Hydraulics Pneumatics&Seals/No.6.2012石化高温油泵机械密封失效分析与改进杨博峰，李鲲，吴兆山，姚黎明，张杰，李凤成（合肥通用机械研究院，安徽合肥，230031）摘要：高温油泵是石化流程介质输送中的一个关键设备，而其轴端密封又是高温油泵密封关键部件。
目前，由于高温油泵密封的失效造成了一系列严重的安全事故。
该文拟从目前高温油泵机械密封使用现状入手，总结失效原因，提出较为系统的解决方案，为高温油泵可靠长周期运行提供一种思路。
关键词：高温油泵；焊接金属波纹管；机械密封中图分类号：TB42文献标识码：A文章编号：1008-0813（2012）06-0063-03Failure Analysis and Improvement of High TemperatureOil Petrifaction Pump Mechanical SealYANG Bo-feng，LI Kun，WU Zhao-shan，YAO Li-ming，ZHANG Jie，LI Feng-cheng（Hefei Genera Mechanical Research Institute，Hefei230031，China）Abstract:The high temperature oil petrifaction pump is a key equipment of petrifaction medium transporting.The mechanical seal is the key parts of the oil pump.The failure of the mechanical seal leads to a series servere accidents currently.The article propose systemic resolve plan according to the current situation and summing up the cause of the failure,and provide a train of thought for the reliable and long term running of the high temperature oil pump.Key words:high temperature oil pump；welded metal-bellows；mechanical seal0引言石化高温油泵作为石化专用泵的一种，主要应用于石化行业常减压蒸馏、催化裂化、加氢及其焦化等装置中工艺流程介质的输送。
