PSA-P2清水泵运行周期延长的研究与实现.pdf

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1、542化工机械2013年PSA·P2清水泵运行周期延长的研究与实现王宇飞“张勋2马鸿斌2(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)摘要通过对PSA-P2清水泵机械密封的改造，达到提高运行周期和降低雏修成本的目的，以更好的适应生产要求。关t词清水泵机械密封运行周期裁荷系数中圈分类号TQ051．2l文献标识码B文章编号0254-6094(2013)04-0542-02变压吸附(PSA)是对气体混合物进行提纯的工艺过程，PSA装置的作用是催化尾气的提炼，并对其中的乙烷乙烯进行提纯后

2、再加工利用，P2清水泵在该装置的主要作用是为往复式压缩机和真空泵提供冷却循环水。目前，化工生产的一个重要指标就是生产的连续性，因此提高清水泵的运行周期对PSA装置的生产过程而言就显得尤为重要。’1基本参数P2清水泵是型号为ISl00-65-250A型悬臂式离心泵，ls单级单吸清水离心泵供吸送清水及物理化学性质类似水不含固体颗粒的液体，广泛适用于工农业及城市、排水及消防供水等领域，该泵结构简单，性能可靠，体积小，重量轻，抗汽蚀性能好，电耗低，使用维修方便。该泵的运行参数为：型号ISl00-65-250A

3、介质软化水温度常温流量68m3／h入口压力10kPa出口压力250kPa功率11kW转速2950r／min2运行情况清水泵为2009年PSA装置改造时新增的设备，目前生产现场共有两台该泵，主要是为3台往复式压缩机提供缸套及填料冷却水。自2011年1月份开始，因设备连续运行导致机封端面磨损发生泄漏，由于设备无配件检修人员只能将该机封拆卸后对密封面进行简单的研磨处理，这样就造成该泵频繁发生机械密封泄漏故障。尤其是冬季，该泵泄漏出的清水很容易结冰，造成该泵附近大片区域结冰，这样不仅影响装置整体环境，也对巡检

4、人员的工作带来不便。针对P2清水泵2011年发生的故障进行了统计，统计结果见表1。表1PSA装置清水泵2011年故障情况统计由表l可以看出，2011年PSA—P2清水泵故障中，机械密封泄漏故障共发生24次，占总故障数的80％。因此，为了使PSA装置能长期安全运行，需要分析引起机械密封泄漏的原因，消除P2清水泵的泄漏故障，以延长其运行周期。3故障原因分析3．1工艺不稳技术标准要求工艺运行图形基本保持一条直线微小波动，设备运行压力恒定。通过DCS系统·王宇飞，男，1982年11月生，讲师。甘肃省兰州市，7

5、30060。第40卷第4期化工机械543调出工艺运行示波图，确认工艺运行基本稳定，统计可知全年设备出口压力基本保持在0．25MPa左右。3．2介质中有杂质技术标准要求介质中杂质含量低于8％。通过对介质成分进行分析得出，水中所含杂质成分为5％，在设备人口处加设过滤网，能够过滤大部分杂质，减少介质中杂质含量。3．3密封圈老化技术标准要求密封圈没有破损，软化和腐蚀。经现场检查机械密封动、静环0形圈完好，弹性十足，密封圈对机械密封的密封性能没有影响。3．4机械密封选型不当清水泵的出口压力为0．25MPa，确定

6、所需机封载荷系数K>1，应选用非平衡型机封，而由于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械密封的类型，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的有效面积A。与密封端面面积A

7、之比：K=等=篱式中d，——密封端面内径；d：——密封端面外径；d。——密封直径。通过测绘机械密封得其动环尺寸：d。=37mm，dl=35mm，d2=46mm，计算得K=0．84<1，可知该机械密封为平衡型机械密封，与P2清水泵的工作条件是不相适应的，因此该泵机械密封泄漏故障的主要原因是机械密封的选型不合理。4解决方案通过对P2清水泵泄漏故障原因的分析，得出故障的原因是机械密封的选型不当，为了使该泵能长期运行，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。4．1选用原则根据介质压力P可

8、以初步确定是否选择平衡形式的结构及平衡程度。当介质粘度高、润滑性能好，P≤0．8MPa，或低粘度、润滑性能较差的介质，P≤0．5MPa时，通常选用非平衡式结构；p值超过上述范围时应考虑选用平衡式结构；当P>15．0MPa时，一般选用串联式多端面密封。4．2确定机封类型根据P2清水泵的工作压力P=0．25MPa、工作转速n=2950r／rain、介质温度为常温，并结合泵轴直径d=30mm。综合考虑该泵采用104-30型非平衡式机械密封，其弹性元件是大弹簧结