丙烷装置高温沥青泵机械密封改进.pdf

第9期
丙烷装置高温沥青泵机械密封改进
祝继安
(中国石化荆门分公司维修车,湖北荆门448039
摘要]介绍了荆门石化丙烷装置高温沥青泵P5/3机械密封的故障,通过工艺分析,找到失效原因并提出了改进方策,确
保高温沥青泵P5/3安全稳定运行
关键词]丙烷装置;高温重油;螺杆泵;密封;政进
判门石化丙烷装置泵5/3为天津瑞德公司生产
由于介质为高温沥青,普通橡胶密封圈和四
的双螺杆泵,配装丹东克隆产DBM80型机封,其氟密封圈都无法在此工况下使用,因此该泵的密
介质为高温沥青,运行温度在200℃左右。该泵自封结构选用了波纹管辅以耐高温的柔性石墨圈结
2009年安装运行后,密封泄漏故障频繁,经常造构。在原密封结构中(见图1),动环柔性石墨圈
成工艺生产波动,属常见的高温重油介质型泵的和静环柔性石墨圈取代了常温介质型机封通常使
密封难题。
用的橡胶O型圈,但由于柔性石墨圈缺乏弹性,当
故障现象及原因
用机械外力压入密封槽时,对平稳性操作要求较
经过多次对泄漏情况的检査,常见的故障现
高,否则极易造成柔性石墨翻边损坏,客观上提
象表现为以下儿点
高了检修的难度,增加了故障率。
1动、静环柔性石墨常因安装不当造成石墨圈
翻边损坏
介质侧
接螺钉定位套定位螺钉一动换柔性石墨密封摩擦副仁静环柔性石墨
图1原密封结构
静环密封摩擦剴内径表面和波纹管内外侧
重油和沥青介质类型泵有着共同的特点,
结焦严重
泵停运后,泉体内残存介质温度下降,重油和沥
密封端面和波纹管内、外侧结焦也是引发泄青开始凝固,所以泵启动运行前必须充分预热暖
漏的主要故障,高温沥青在旋转的摩擦副中温度泉,否则未完全融化的介质将会阻碍波纹管的旋
继续升高,一部分正常泄滿量的介质泄漏出摩擦转,密封波纹管在电机的传动扭力和沥青介质的
副端面后,温度降低出现结晶,在波纹管内径波粘附力的共同作用下发生变形,焊接金属波片变
谷处逐渐堆积出结焦物和积碳,影响了波纹管的形量过大,金属波片焊缝被撕裂,密封失效。
浮动性和弹性,进而引起泄漏。波纹管介质侧外
径波谷内也容易沉积沥青结焦物失弹。
作者简介:祝继安(1965-),男,湖北荆门人,1986年毕业
于湖北华中工学院汉口分院化工设备专业,工程师,现任中国石
1.3静环波纹管撕裂
油化工股份有限公司荆门分公司维修车间主任。
石油与化工设备
s4-■安全密封
2010年第13卷
2改进方案及措施
刻的工作环境变为能接受的环境,通常是加设可
原密封结构在高温沥青介质中使用,存在靠的冷却、冲洗措施,波纹管的介质侧采用轻质
动、静环柔性石墨密封圈安装难度大、波纹管使蜡油或柴油冲洗,波纹管内侧和压盖外侧采用热
用过程中结焦物和积炭无法清除和波纹管在泵预水(软化水)进行急冷,用以降低密封腔温度和
热不到位时启动易撕裂三个缺点,针对这些不足防止结焦。由于丙烷沥青泵输送介质不再回炼,
之处,在改进方案中应考虑做到尽量降低エ人的所以加设密封冲洗的蜡油或柴油的方案成本过
安装工艺难度,在结构上避免因泵预热不透造成高,且影响沥青产品成分,故不宜采用。因此,
密封损坏,减少波纹管的结焦和积碳并及时将生只有从改进机封结构的角度出发,设计出一种能
成的焦炭冲洗清理。对于用在高温场合的机封,避免各种不利因素对密封造成破坏的方案。改进
以往的做法大都是从改善环境的办法入手,将苛后的密封示意图如图2
蒸汽入口
蒸汽出口
N由
定位套抱箍
蒸汽隔离套静环密封平垫∠蒸汽四氟挡圈
图2改进后的密封示意图
针对原密封的缺点,设计新密封时,做了以结焦物和积碳堆积影响波纹管惮性和浮动性的问
下改进。
题。(2)在开泵前的预热阶段,由于密封腔处于
2.1将波纹管由静环改为动环
泵腔的盲肠位置,密封腔内介质的熔融时间存在
为消除波纹管介质侧波谷内结焦和积炭问滞后性,操作上不易掌握暖泵状态,启动时常损
坏密封。加设了蒸汽隔离套后,暖泵时打开密封
题,将波纹管由静环改为动环。波纹管随轴一起
旋转,介质在波纹管波谷内以一定相对速度冲
压盖上的蒸汽入口管线闻阀,高温蒸汽迅速到达
洗,可以避免结焦物和积碳沉淀在波纹管介质侧
机械密封内径处,金属波纹管温度很快上升,附
着在波纹管外径表面上的沥青介质在短时间内就
的波谷内。
可达到熔融状态,消除了沥青介质对金属波纹管
2.2加设蒸汽隔离套
的粘附力。密封表面介质熔融速度远快于泵腔内
在机械密封和轴之问加设的蒸汽隔离套,隔介质的熔融速度,有效降低了开泵时密封波纹管
离套壁厚为0.70mm,由于原DBM80型密封内径被撕裂的机率
和轴之间半径间隙仅0.60mm,没有加装隔离套的2.3取消静环的柔性石黑密封圏
空间,所以该泵的密封改进是在选用了大一号的
DBM85型密封基础上完成的。隔离套主要有两个
静环改为静环座与压盖用螺钉连接的结构
只需在静环座和压盖间加静环密封平垫即可,操
作用:(1)密封正常泄漏标准内泄漏的沥青,温
作简单,密封可靠。
度缓慢降低,逐渐堆积在波纹管内侧波谷中引起
波纹管失弹,由密封压盖蒸汽入口引进的带压蒸2.4取消动环的柔性石墨密封圈
汽,进入波纹管密封和蒸汽隔离套之间,将从密
动环座的密封和定位,改为抱箍结构。动环
封摩擦副泄漏的微量介质及时吹到隔离套和泵轴
内径加工成与抱箍外侧锥面配合结构,抱箍内径
之间,并继续吹送到密封压盖的蒸汽出口,经放
与泵轴仅0.03~0.05mm间隙,连接螺钉将定位套
空管线排放到指定回收容器,解决了波纹管内侧与波纹管动环座连接紧固后,抱箍发生变形紧密