氨水泵密封装置的改造.doc

P207油浆泵是山东石大科技集团催化裂化FCC装置用以输送含有催化剂颗粒的塔底泵。该泵型号为100PYS-130，单级悬臂HYPERLINK"http://www.ccen.net/product/product_list.php?keyword=%E7%A6%BB%E5%BF%83%E6%B3%B5"\t"_blank"离心泵，轴功率75kW，流量45.5m3／h，扬程130m。输送介质为油浆，介质温度375℃，泵吸入口压力为0.2MPa。虽然该泵一直使用的是焊接波纹管机械密封，但由于工况介质等诸多因素的影响，该泵在实际使用过程中,机械密封经常发生泄漏。根据07年的统计数据，机械密封使用寿命最短的时间为20天,平均使用寿命为3个月左右,严重影响了工艺装置的正常生产。为彻底消除隐患,我们对该泵的机械密封系统进行可行性分析改造,提高了机械密封的运行周期，确保了装置平稳生产。2．故障原因分析2．1改进前密封结构形式及故障统计催化油浆泵（以下简称p207）所使用的机械密封是丹东克隆集团生产的DBM-90焊接波纹管机械密封，该密封结构特点为：1、动环摩擦副低膨胀合金镶嵌，静环摩擦副为浸锑石墨；2、动环与轴套法兰、螺钉连接；3、叶轮压紧轴套实现轴套密封垫的密封；4、静止式金属波纹管结构。根据07年全年故障统计,p207共发生密封失效4次，其中包括轴套密封垫泄漏1次。以下就现场检修实际来查找机械密封泄漏的原因。
油浆泵的工作介质为催化油浆,介质温度高且含有催化剂等固体颗粒，运行工况比较恶劣。通过数次检修及对原机械密封的解剖分析，发现引起机械密封失效泄漏的原因主要有以下几个方面：
2.2.1摩擦副磨损有热裂纹
原DBM-90焊接波纹管机械密封静环摩擦副采用的材料是浸锑石墨，拆检密封发现静环摩擦副内外缘有缺口，且多数产生端面裂纹现象。油浆中固体催化剂颗粒含量为≯6g/L,生产不正常时为12g/L左右,在操作中工艺条件稍有波动,催化剂颗粒会进人密封面内,划伤了动环密封面，并破坏了液膜的连续性，从而引起泄漏。正常密封时，密封面处于边界润滑或半液体润滑状态，两表面被一层边界膜分开。当密封面问混有催化剂颗粒或动环密封面上有磨损时，两密封面问液膜厚度明显增厚，从而导致了油浆大量泄漏。
2.2.2波纹管内侧波谷部位的积炭和结焦
温度高、密度大是油浆结焦和积碳的主要原因。P207在375℃的工况下使用，油浆会慢慢沉淀或凝固在波纹管的缝隙中形成积碳。随着时间积累，波纹管缝隙内的结焦及积碳使得波纹管不能进行轴向拉伸压缩，失去弹性。这样，波纹管就无法提供随介质压力变化的轴向作用力，起不到补偿作用，使端面液膜压减小，造成液膜反压系数下降，以致于端而比压下降，引起密封失效。
2.2.2静环和轴套之间结水垢，静环不能浮动该密封采用的是强制内冷,冷却水为动力车间水场循环水,水质较差。冷却水就会在静环波纹管和轴套之间结成水垢，使得静环不能浮动。具体分析数据结果如表1:表1冷却水水质化验分析
项目指标控制指标化验结果（COD）毫克／升﹤10227.8(铁离子)毫克／升﹤25.55(镁离子)毫克／升﹤13744.05(钙离子)毫克／升102.1(悬浮物)毫克／升﹤30149PH7-97.83从表1可以看出，冷却水悬浮物等各项指标大大超出了控制指标范围。一般水垢的生成温度在80℃左右,但流入高温泵机械密封冷却水的温度比这高些,钙镁盐类的结晶就会波纹管与折流套间析出,生成水垢。由于波纹管与折流套间隙较小，水垢的形成使波纹管不能进行轴向拉伸压缩，失去弹性。
2.2.4轴套密封垫易发生泄漏DBM90密封传动方式为键传动，轴套密封是靠叶轮压紧轴套内的轴套垫来实现的。造成轴套密封垫泄漏的原因主要有:1、叶轮发生反转或泵体预热温度过快造成叶轮锁紧螺母松动，使得密封垫无法压紧而泄漏；2、在安装过程中，轴套密封垫内进入杂质使其密封性能失效而泄漏。３.解决办法及措施针对以上出现的故障，我们进行了充分的论证分析，并对DBM90型机械密封采取了有效的解决办法，具体措施如下：3.１金属波纹管作为旋转动环由于原来所使用机械密封为静止式结构，油浆极易在波纹管缝隙沉积结焦积碳。为了防止机械密封波纹管缝隙结焦积碳，我们将金属波纹管设计成旋转型结构。旋转式波纹管密封在旋转离心力作用下可以自身清洗波纹管，减少波纹管外围沉积和内侧结焦，并能防止因急冷造成的波纹管变形。3．2开槽斜面挤紧轴套式密封结构针对密封轴套垫的泄漏，我们采取了开槽斜面挤紧轴套式密封结构。这种定位传动可靠，安装拆卸方便且不伤轴。并设置有限位板，便于泵外调整密封的压缩量。波纹管内径1处设一45℃斜角，以分散应力，延长波纹管寿命。辅助密封采用柔性石墨替代其他密封材料，可以承受高达425℃的高温。这种结构的设计有效杜绝了密封轴套垫的泄漏。3．3采