尿素高压密封冲洗泵泄漏的原因分析及对策

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1、尿素高压密封冲洗泵泄漏的原因分析及对策周绍伦谭亮（重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司重庆408601）摘耍：针对尿素高压碳酸盐溶液泵的密封冲洗泵频繁出现的多次泄漏,分析和查找泄漏的各种原因，并有针对性提出应对和解决措施。关键词：高压碳酸盐溶液泵密封冲洗填料密封故障分析措施1•概述：重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司尿素装置采用意大利斯那姆氨汽提工艺生产，设计能力年产尿素520kt,该工艺具有能耗低、流程短、抗腐蚀、操作弹性大等特点。尿素高压碳酸盐溶液泵密封冲洗泵是为高压碳酸盐溶液泵的机械密封提供冲洗介质（40°C的蒸汽冷凝液），以保

2、证将工艺泄漏介质（碳酸盐溶液）和机械热量顺利带走，确保高压碳酸盐溶液泵的正常运行而配置的重要辅助设备，该设备运行的质量直接影响到中压系统碳酸盐溶液的回收。尿素高压碳酸盐溶液泵密封冲洗泵（设备位号300P23/27）是一台卧式三联柱塞泵，在去年一年内由于连续多次出现填料泄漏等故障，致使高压碳酸盐溶液泵冲洗水压力下降，造成该泵机械密封泄漏增大甚至机封损坏，给装置的生产带来极大影响。2•故障情况说明据初步统计，仅去年1月份至6月份，对300P27泵一共进行多达8次停泵检修。具体检修情况统计见下表，其中因为填料泄漏原因就检修6次，因为单向阀

3、问题检修2次。由于300P27泵不能长期正常运行，给高压碳酸盐溶液泵安全运行带来了很大的影响，在一定程度上影响尿素产量及装置稳定运行，故应从设备角度考虑如何降低P27泵的检修次数，以提高高压碳酸盐溶液泵的运行周期。3•原因分析3.1从以上检修统计情况来看，主耍是因为填料、柱塞磨损而导致的泄漏。3.2.1高压碳酸盐溶液泵密封冲洗水泵填料密封结构见图11.填料函2•填料3•填料压盖4.水封环5.导向环6.柱塞图1图2图33.2.2填料密封原理：填料装入填料腔以后，填料对柱塞的压紧力通过拧紧压盖螺栓产生。由于填料是弹塑性体，当受到轴向压紧

4、后，产生摩擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时所产生的径向压紧力使填料紧贴于柱塞表面而阻止介质外漏。径向压紧力的分布如图2所示，其由外端（压盖）向内端，先是急剧递减后趋平缓，介质压力的分布如图3所示，由内端逐渐向外端递减，当外端介质压力为零时，则泄漏很少，大于零时泄漏较大。填料经压盖对它作轴向压缩，当柱塞与填料有相对运动时，由于填料的塑性，使它产生径向力，并与柱塞紧密接触。与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成一层油膜。由于接触状态并不是特别均匀的，接触部位便出现“边界润滑”状态，称为“轴承效应”；而未接触的凹部形成小油

5、槽，有较厚的油膜，接触部位与非接触部位共同组成一道不规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用，此称“迷宫效应”。这就是填料密封的机理。显然，良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。也就是说，既要保持良好的润滑又要有适当的压紧。若润滑不良，或压得过紧都会使油膜形成中断，造成填料与柱塞之间出现干摩擦，最后导致烧柱塞和出现填料严重磨损。为此，需要经常对填料的压紧程度进行调整，以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后，再挤压出一些润滑剂，同时补偿填料因休积变化所造成的压紧力松弛。显然，这样经常挤压填料，最终将使浸渍剂枯竭,所以定期更换填料是必

6、要的。此外，为了维持液膜和带走摩擦热，有意让填料处有少量泄漏也是必要的。3.3填料的损坏:3.3.1由于填料在长期的运行过程中，易被磨损，从而易导致泄漏，一般正确的处理方式是不断紧固填料，利用填料在径向方向的膨胀与柱塞之间形成良好的密封。但是，由于我们在去年年初时使用的是拉迪公司LATTY6118型8X8mm非成型填料。该填料材质较硬，预压后的膨胀性能较差，运行中若发生填料泄漏时继续紧固填料，容易造成填料因受力过大而损坏，发生填料泄漏；并且使水封环和导向环与柱塞在径向方向上的定位偏差较大，从而引起柱塞偏蘑拉毛被损坏，同时造成填料蘑损

7、加剧而导致泄漏。3.3.2由于检修人员在切削填料搭扣时切削角度不一致，安装填料时对填料的预紧力控制不恰当等都可能使填料在运行中损坏，因此控制填料的安装精度和搭扣角度成为该工序的关键。正常装填的填料磨损比较均匀,压盖处磨损量较大，向内逐渐减小，见下图；装填不好的填料，压盖附近在短时间内即岀现较大的磨损，而填料函深处的填料却毫无磨损现象，见图4:图43.3.3填料装填之前没有预压，也会造成填料磨损，易发生泄漏。因为填料经过预压后，使其组织压紧，受力均匀，方便安装。3.4水封、导向环的原因：3.4.1水封、导向环的主要作用是对柱塞的运动起

8、作导向作用，同时既对填料环起支撑作用，乂对填料筒内其它内件起前后定位的作用。高压碳酸盐溶液泵密封冲洗水泵为三级卧式柱塞泵，柱塞在曲轴带动下呈水平运动，柱塞在运行中由于自身重力的作用，会向下偏移，加之长时间的运行，会使柱塞的滑道间隙增大