新型气膜非接触性机械密封在丙烷、戊烷泵上的应用.pdf

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1、：蠢，辩等警攀-鞭萝．蘑豫』。’着≤：‘酾鼎中海油青岛重质油加工工程技术研究中心有限公司(山东266500)王新军刘从海【摘要2】分析了502新型重油脱碳组合装置溶剂供料泵p一405／1、2及溶剂脱硫泵p_一209／1、2机械密封失效的原因。介绍了针对密封失效机理，与中国石油大学(华东)密封技术研究所联合攻关，研制出适合该泵工况的新型零泄漏气膜非接触性机械密封并投用试运。结果表明，此新型零泄漏气膜非接触式机械密封用在所要求的运行工况下，完全可以实现丙烷、戊烷类易挥发性介质的零泄漏。【关键词】新型重油脱碳泵零泄漏气膜非接触性机械密封失效G棚通用如赫Ⅵww．e研X．com2013年第3期一．存在问

2、题1．设备工况302新型重油脱碳组合装置(以下简称302装置)有两台溶剂供料泵p一405／1、2和两台溶剂脱硫泵p一209／1、2，具体工况见表1。表1设备工况设计工况位号密度工作温度流量扬程转速实际工况介质压力／MPa／(kg／m3)／'C／(m3／h)／m／(r／min)入口压力：丙烷丙烷：530入口：1．334(最小流0．67MPatp．一或40～50量)／12(额1202900出口压力：4051l、2戊烷：579出口：1．97戊烷定流量)1．3MPa。流量：8～9m3／h入口压力：丙烷丙烷：530入口：2．01．9MPaIp-一或6010332985出口压力：20911、2戊烷：579

3、出口：2．3戊烷2．2MPa。流量：9m3／b．镧■鬟2．存在问题2010年302装置开工两次，具体情况汇总如下。2010年4月，302装置第一次开工，使用介质为丙烷时，设备密封失效情况见表2。表2介质为丙烷时的装置密封失效情况序号位号时间介质密封失效次数采取措施2010．4．121删5／1丙烷2更换密封2010．4．232010．4．172删5／22010．5．5丙烷3更换密封2010．5．233p一209，l2010．4．18丙烷1更换密封2010．4．204p一209／2丙烷2更换密封2010．4．29合计8由表2可看出，不到两个月时间，4台机泵密封失效8次，这不仅造成维修工作量和生产成

4、本增加，又存在极大的安全隐患。因此，当时联系原密封厂家到现场，对这4台泵的原机械密封(普通型)分别进行了改造(p一405／1、2的原密封改为串联密封结构并加水冷；p一209／1、2的原密封改为双端面密封)。2010年11月5日，302装置第二次开工(使用介质为戊烷时)投用运行，具体情况见表3。表3介质为戊烷时的装置密封失效情况序号位号时间介质密封失效次数采取措施2010．11．091H05／1戊烷2更换密封2010．11．222r405／22010．11．13戊烷1更换密封3r209／12010．11．15戊烷1更换密封2010．11．174r209／2戊烷2更换密封2010．11．29合计6

5、由表3可看出，这4台机泵的机械密封虽经一些改进，仍泄漏频繁，不能满足安全生产要求。=、密封失效原因分析根据汽、液两相机械密封的相变理论认为：对于易汽化类介质的密封，根据相变位置的不同可分为全液膜的液相密封、全气膜的气相密封、以液相为主的似液相密封和以气相为主的似气相密封。其中，液相密封和气相密封的工作状态稳定，出现密封早期失效的概率较小，但气相密封的摩擦因数高，磨损严重而寿命较短。似液相密封的工作状态似稳定，似气相密封的工作状态不稳定，密封面极易出现开启、气喷现象或过度摩擦、磨损，使密封失效的概率增大。由于丙烷等介质具有一些较独特的物理性能，丙烷在泵内输送过程中，呈低沸点液体，该液体极其容易汽

6、化，而且还具有低引火点、低黏度、高蒸汽压等特征。所以丙烷这种介质极易处于似液相或似气相的不稳定状态，造成其机械密封的摩擦副端面难以形成和维持连续、稳定的流体膜，从而导致因流体膜汽化引起干摩擦，造成端面早期磨损。经常出现密封磨损严重、寿命短以及突然的喷漏等状况，使用效果很不理想。由于密封频繁地产生故障，对装置的连续、稳定运行造成了较大的影响，又存在极大的安全隐患。因此，如何改善丙烷泵机械密封端面润滑条件，防止密封端面液膜汽化即是解决丙烷泵密封的关键。三、解决方案为解决这一长期困扰安全生产的机泵密封失效问题，经过大量的调查研究，了解到：由我国著名密封专家顾永泉教授领导下的中国石油大学(华东)密封技

7、术研究所，早在20世纪80年代，就成功开发出针对不同特殊工况条件下(易气化介质、高危险性介质、高含固体颗粒、变工况和高参数等)的零泄漏非接触式气膜密封和液膜密封工业产品，该项技术填补了国内外空白，达到了国际先进水平。2010年12fl3号，青岛研究中心与中国石油大学(华东)密封技术研究所就此问题进行了沟通，达成合作攻关意向，针对现场机泵的具体工况、操作参数和现场的工艺条件进行了深入的研究，经过了反