分餾塔底熱油泵機械密封故障分析與解決措施
某煉油廠(chǎng)加氫裂化裝置分餾塔底熱油泵在運行中，頻繁發(fā)生故障，嚴重影響了裝置的長(cháng)期穩定和安全環(huán)保運行。通過(guò)對熱油泵機械密封出現冒煙故障的原因進(jìn)行分析，改造了密封沖洗冷卻系統，消除了事故隱患，取得了良好的密封效果和經(jīng)濟效益。
引言
某煉油廠(chǎng)一套120Mt/a 加氫裂化裝置分餾工藝中分餾塔C-3202 塔底抽出線(xiàn)抽出溫度高達320℃的尾油，裝置生產(chǎn)之初塔底泵P-3204 運轉良好，但是運轉約30 天， 熱油泵后端機械密封開(kāi)始出現冒煙現象，經(jīng)分析煙氣的主要成分是尾油遇熱后產(chǎn)生的， 彌漫著(zhù)整個(gè)泵房， 并且后端機械密封隨時(shí)都有可能發(fā)生泄漏，320℃的尾油一旦遇到空氣便會(huì )發(fā)生自燃的現象， 整個(gè)泵房都會(huì )燃燒，嚴重影響裝置的安全生產(chǎn)。因此有必要對該機械密封的冒煙故障原因進(jìn)行分析， 并通過(guò)采取適當的措施使這一問(wèn)題得到解決。
1、熱油泵的簡(jiǎn)介
裝置的熱油泵型號為150AY150X2A-B； 流量為111m3/h， 揚程為263m； 兩級葉輪雙支撐， 入口壓力0.2MPa，出口壓力2.0MPa，介質(zhì)為尾油；溫度320℃，采用波紋管機械密封，后密封始終有煙霧，由于是熱油泵為了冷卻機械密封采用外供封油的方法冷卻機械密封， 封油采用裝置自產(chǎn)的柴油。提供封油的封油泵P-3406 型號為PIA30-225；出口壓力為0.7MPa，流量1.5m3/h，向3 臺高溫泵同時(shí)提供外沖洗油。
2、熱油泵機械密封冒煙故障的原因分析
熱油泵的機械密封中密封沖洗油原理如圖1 所示。
機械密封是靠靜止環(huán)與旋轉環(huán)之間的摩擦副形成液膜來(lái)進(jìn)行密封泵輸送的介質(zhì)， 保證泵內的介質(zhì)不外漏。在熱油泵中為了降低摩擦副之間的溫度，采用柴油由封油注入管進(jìn)入機械密封中， 通過(guò)密封壓蓋內部流道沖洗到摩擦副上來(lái)冷卻機械密封。按照規范只有機械密封的溫度降到150℃以下才能保證機械密封良好的運轉和延長(cháng)機械密封的壽命。
設計時(shí)為了將密封腔內溫度降低到150℃以下(API610規定)，按規范(JB4127-85)需向密封腔沖入溫度80℃以下，高于密封腔壓力0.1～0.2MPa 的外沖洗油。尾油泵投入運行時(shí)運轉的各項指標都很正常， 但是約30 天后，后端機械密封開(kāi)始出現嚴重的冒煙現象，此時(shí)機械密封腔壓力達到0.6MPa， 機械密封壓蓋溫度高達260℃，機械密封注入管溫度高達180℃，正常的機械密封壓蓋與封油注入管的溫度都應該是封油的溫度。封油泵P-3406 出口壓力只有0.7MPa，又同時(shí)供3臺熱油泵， 經(jīng)測算封油到達機械密封前壓力只能達到0.5MPa， 通過(guò)以上數據外送封油與密封腔壓差只有0.1MPa； 而且密封壓蓋與封油注入管溫度都高于正常值，表明是沖洗油的供給量和壓力嚴重不足，無(wú)法注入到動(dòng)靜環(huán)密封端面，不能很好地降低后密封腔的溫度，摩擦副沒(méi)有很好的冷卻， 使密封端面摩擦副間液膜環(huán)帶大氣側汽化變窄，加劇端面磨損，密封性能變差，而密封端面正常漏出泵體介質(zhì)遇熱后馬上汽化成煙霧，便出現了整個(gè)泵房都彌漫這油煙的現象。
3、解決措施
通過(guò)上述分析， 尾油泵隨著(zhù)運轉后端葉輪底套間隙磨損，間隙過(guò)大(經(jīng)過(guò)拆下測量后達到0.07mm)，泵內的介質(zhì)大量的涌入機械密封中， 致使泵后端機械密封腔壓力高于正常值， 導致封油無(wú)法注入冷卻機械密封，由于介質(zhì)溫度很高，摩擦副沒(méi)有很好的冷卻，介質(zhì)遇到機械密封溫度迅速上升便開(kāi)始冒煙。解決冒煙的問(wèn)題有現兩種方法： ①提高封油壓力與封油量降低摩擦副之間的溫度；②調整底套間隙降低封油腔的壓力，使冒煙現象消失。
通過(guò)實(shí)際分析，如果調整底套間隙要不定期進(jìn)行，不符合現場(chǎng)要求。所以，采取提高封油壓力與封油量的方法來(lái)解決：重新安裝封油泵，在原泵出入口線(xiàn)和基礎不動(dòng)的情況下， 將泵的揚程由原泵的75m 提高至100m，流量由1.5m3/h 提高至4.1m3/h，保證熱油泵中機械密封內沖洗油的正常供給。此時(shí)封油可以很好的注入到密封腔中冷卻動(dòng)靜環(huán)端面的摩擦副， 將動(dòng)靜環(huán)之間產(chǎn)生的熱量帶走，機械密封溫度降為合適溫度，冒煙的現象消失，改造情況如表1 所示。
表1 封油壓力與量提高前后的對比情況
4、結論與建議
(1)通過(guò)對車(chē)間熱油泵機械密封沖洗油裝置的改造，泵的機械密封冒煙故障問(wèn)題得以解決，泵的運行狀況良好，機械密封處于穩定狀態(tài)，有效地提高了機械密封的使用壽命，降低了設備維護、維修費用以及勞動(dòng)強度，而且有利于裝置的長(cháng)周期安全、穩定運行。
(2)提高封油量與壓力能夠保證機械密封的正常運轉，但是不能一味的追求高壓力與大流量的封油，因為作為封油介質(zhì)的柴油的價(jià)格也是很昂貴的， 雖然柴油又回到了尾油當中， 但是在沖洗過(guò)程中會(huì )對柴油造成損耗。根據現場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗，通過(guò)調整封油注油管前的針型閥使封油壓力高于密封腔壓力0.05～0.1MPa就足夠。
