PSA-P2清水泵运行周期延长的研究与实现.pdf

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化工机被
2013年
PSA-P2清水泵运行周期延长的研究与实现
王字飞张動马鸿减
(1.兰州石化职业技术学院机械系:2.中国石油兰州石化设备维修公司)
要通过对PSA-P2清水泵机械密封的政,达到擬高运行周期和降低雄修成本的用的,以更好的
选应生产要求。
关清水泵杌械密封送行周期疯荷系数
中图分类号TQ051.21
文款标识码B
文重编号0254-6094(2013)04-0542-02
变压吸附(PSA)是对气体混合物进行提纯的1月份开始,因设备连续运行导致机封端面磨损
工艺过程,PSA装量的作用是催化尾气的提炼,并
发生泄漏,由于设备无配件检修人员只能将该机
对其中的乙烷乙烯进行提纯后再加工利用,P2清封拆卸后对密封面进行简单的研磨处理,这样就
水泵在该装置的主要作用是为往复式压缩机和真造成该泵频繁发生机械密封泄漏故障。尤其是冬
空泵提供冷却循环水。目前,化工生产的一个重季,该渠泄出的清水很容易结冰,造成该泵附近
要指标就是生产的连续性,因此提高清水泵的运大片区域结冰,这样不仅影响装置整体环境,也对
行周期对PSA装置的生产过程而言就显得尤为
巡检人员的工作带来不便。针对2清水泵2011
重要。
基本参数
年发生的故障进行了统计,统计结果见表1。
P2清水泵是型号为IS100-65250A型悬臂式
表1PSA装置清水系2011年故障情沉纯计
离心泵,S单级单吸清水离心泵供吸送清水及物
故障内容
频数/次
频率/%
理化学性质类似水不含固体颗粒的液体,广泛适机被密封泄
80.0
用于工农业及城市、排水及消防供水等领域,该泵
轴承故障
6,7
结树简单,性能可,体积小,重量轻,抗汽蝕性能
其他
6.7
好,电耗低,使用维修方便。该泵的运行参数为:
不上量
3.3
型号IS100-65-250A
操动
3.3
介质软化水
温度常温
由表1可以看出,2011年PSA-P2清水泵故
流量68m2/h
障中,机械密封泄漏故障共发生24次,占总故障
入口压力10kPa
数的80%。因此,为了使PSA装置能长期安全运
出国压力250kPa
行,需要分析引起机械密封泄漏的原因,消除F2
功率11kW
清水泵的泄故障,以延长其运行周期。
转速2950r/min
3故障原因分析
2运行情况
清水泵为2009年PSA装置改造时新增的设3.1工艺不稳
备,目前生产现场共有两台该泵,主要是为3台往
技术标准要求工艺运行图形基本保持一条直
复式压绵机提供缸套及填料冷却水。自2011年线微小波动,设备运行压力恒定。通过DCS系统
?王字飞,男,1982年11月生,讲师。甘肃省兰州市,730060
万方数据
第40卷第4期
化工机被
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调出工艺运行示波图,确认工艺运行基本稳定,统4.1选用原则
计可知全年设备出口压力基本保持在0.25MPa
根据介质压力p可以初步确定是否选择平衡
左右。
形式的结构及平衡程度。当介质粘度高、润滑性
3.2介质中有杂质
能好,p≤0.8MPa,或低粘度、润滑性能较差的介
技术标准要求介质中杂质含量低于8%。通质,p≤0.5MPa时,通常选用非平衡式结构;p值
过对介质成分进行分析得出,水中所含杂质成分超过上述范围时应考虑选用平衡式结构;当p>
为5%,在设备人口处加设过滤网,能够过滤大部15.0MPa时,一般选用串联式多端面密封。
分杂质,减少介质中杂质含量。
4.2确定机封类型
根据P2清水泵的工作压力p=0.25MPa、工
3.3密封圈老化
作转速n=2950r/min、介质温度为常温,并结合
技术标准要求密封圈没有破损,软化和腐蚀。泵轴直径d=30mm。综合考虑该泵采用104-30
经现场检査机械密封动、静环0形圈完好,弹性型非平衡式机械密封,其弹性元件是大弹簧结构,
十足,密封圈对机械密封的密封性能没有影响。动环的材料为硬质合金,静环材料为石墨
3.4机械密封选型不当
4.3校核载荷系数
清水泵的出口压力为0.25MPa,确定所需机
通过对104-30型机械密封进行测量,该机械
封载荷系数K>1,应选用非平衡型机封,而由于密封的主要结构如图1所示。
该泵安装时厂家并未对其所使用的机械密封提供
出准确型号,造成无法直接辨认此机截密封的类
型,因此选择对机械密封进行测绘,通过计算确定
其类型。
机械密封的载荷系数K是在摩擦副轴向力
平衡条件下,各项轴向力与密封上最大介质压力
的比值,它反应了各种轴向力的作用大小。载荷
系数小于1,能平衡介质压力对端面的作用;反之
载荷系数大于等于1时则不能平衡介质压力对端
面的作用。载荷系数也可以用面积比来表示,介
质压力作用在补偿环上使之与非补偿环趋于闭合
图1104-30型机械密封总装图
的有效面积A。与密封端面面积A之比
A d-d
泵壳
2-一弹簧
动环
4一压盖
5一静环
泵轴
式中d一密封端面内径
7--0形密封圈;8一弹簧座
d2-一密封端面外径;
其中,机械密封动环尺寸:d,=31m
d一密封直径。
30mm、d2=42mm,计算得K=1.076>1,符合该
通过测绘机械密封得其动环尺寸:d。=清水泵工作条件的要求。
37m,d1=35mm,d2=46mm,计算得K=0.84<5结東语
1,可知该机械密封为平衡型机械密封,与P2清水
自2012年3月PSA装置P2清水泵机械密封
泵的工作条件是不相适应的,因此该泵机械密封改造完成后,无故障运行8个月,机械密封使用正
泄故障的主要原因是机械密封的选型不合理。常,未发生泄漏,达到了设备改造的预期效果。通
解决方案
过改造,大大降低了设备的维修成本,每年为生产
通过对P2清水泵泄漏故障原因的分析,得出企业节省检修费用22.052万元,取得良好的效
故障的原因是机械密封的选型不当,为了使该泵果。
能长期运行,需要对该泵机封进行改造,即结合其
运行条件,选择合理的机封类型。
(收稿日期:2013-01-10,修回日期:2013-04-22)
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