催化油漿泵密封失效分析及對(duì)策

1、催化油漿泵密封失效分析及對(duì)策催化油漿泵密封失效分析及對(duì)策P208油漿泵是催化裂化裝置的主要設(shè)備，為分餾塔T201塔底回流泵。由美國(guó)GOULDS公司制造，為單級(jí)單吸懸臂式離心泵由于泵送介質(zhì)(油漿)溫度高(360℃左右)，密度大，且含有催化劑等固體顆粒，顆粒堅(jiān)硬且易聚集，其中催化劑顆粒含量大于11gl，密封端面磨損嚴(yán)重，甚至產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象；GRANE公司生產(chǎn)的2.375715型機(jī)械密封波紋管處雜質(zhì)(催化劑顆粒，主要成分為Al2O3和SiO2)

2、沉積嚴(yán)重，出現(xiàn)彈性失效現(xiàn)象。平均使用周期僅為20天左右，成為裝置安全生產(chǎn)的隱患。本文著重從密封工況對(duì)機(jī)械密封的影響，探討解決該設(shè)備隱患的方法。1、原密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剖析1.1結(jié)構(gòu)形式及材料原機(jī)械密封形式為波紋管集裝式機(jī)械密封，其組裝圖如圖1所示。該機(jī)封靜環(huán)材質(zhì)為碳化硅(SiC)，動(dòng)環(huán)材質(zhì)為石墨，動(dòng)環(huán)輔助密封圈材質(zhì)為柔性石墨，其余各材料為不銹鋼。主要零部件見(jiàn)表2。1.2原機(jī)械密封的輔助系統(tǒng)1.2.1該泵的機(jī)械密封采用了外沖洗結(jié)構(gòu)。沖洗液(30

3、℃臘油，沖洗液壓力為0.6Mpa)經(jīng)機(jī)封壓蓋進(jìn)入密封腔，對(duì)著密封端面沖洗，帶走摩擦熱，隔斷油漿進(jìn)入密封腔，改善端面摩擦狀態(tài)。1.2.2該泵的機(jī)械密封還采用了水冷系統(tǒng)。冷卻水既起到冷卻摩擦副表面的作用，又能防止密封腔內(nèi)液體進(jìn)入彈性元件腔，從而確保波紋管機(jī)械密封在更保險(xiǎn)更凈化條件下運(yùn)行使用。2、原機(jī)械密封主要失效原因分析通過(guò)數(shù)次檢修及對(duì)原機(jī)械密封的解剖分析，發(fā)現(xiàn)引起機(jī)械密封熱裂失效泄漏的原因主要有以下幾個(gè)方面：原因一：泵送介質(zhì)，即油漿中懸浮

4、物主要為催化劑顆粒、重質(zhì)產(chǎn)物以及鹽類聚集物。催化劑顆粒主要為Al2O3及SiO2，硬度大且易粘附在機(jī)封表面上。工藝人員雖采取了多方調(diào)整包括從分餾塔中注入油漿阻垢劑，仍不能阻止催化劑顆粒混入油漿中。拆檢時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)泵入口過(guò)濾器堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)已損壞的機(jī)封統(tǒng)計(jì)分析，靜環(huán)密封面均較好，而所有動(dòng)環(huán)密封面整體均有不同程度損傷，且多數(shù)產(chǎn)生端面裂紋現(xiàn)象。這是主要因?yàn)橛蜐{中懸浮物進(jìn)入了密封端面，劃傷了動(dòng)環(huán)密封面，并破壞了液膜的連續(xù)性，從而引起泄漏。正常密封

5、時(shí)，密封面處于邊界潤(rùn)滑或半液體潤(rùn)滑狀態(tài)，兩表面被一層具有分層結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑性能的邊界膜分開(kāi)，當(dāng)密封面間混有催化劑顆?；騽?dòng)環(huán)密封面上有磨損時(shí)，兩密封面間液膜厚度明顯增厚。機(jī)封泄漏量與液膜厚度的關(guān)系見(jiàn)式[1]?？梢?jiàn)機(jī)封泄漏量與3.2沖洗系統(tǒng)3.2.1沖洗通道在外界沖洗系統(tǒng)不變的情況下，將沖洗通道孔徑由原Φ5擴(kuò)大至Φ8。一方面沖洗液不致于流速過(guò)大，使磨擦副受到侵蝕磨損；另一方面可使沖洗液流動(dòng)更暢通，避免催化劑顆粒粘結(jié)堵塞通道，及時(shí)帶走摩擦熱，防止

6、端面過(guò)熱，保證機(jī)封長(zhǎng)壽命運(yùn)行?？梢?jiàn)增設(shè)底套后進(jìn)入密封腔的油漿量大為減少。3.2.3提高沖洗液壓差因冷卻水壓力基本不變(0.390.44Mpa)要改變并不現(xiàn)實(shí)。故此只有改變封油壓力，將沖洗液壓力提高至0.7Mpa，使沖洗液與油漿壓差維持在0.250.3Mpa。這樣沖洗液在入口壓力波動(dòng)情況下依然能進(jìn)入密封腔中，隔斷油漿進(jìn)入密封腔，冷卻摩擦副，改善運(yùn)行工況。3.3機(jī)封組件3.3.1端面材質(zhì)改型摩擦副中動(dòng)環(huán)材質(zhì)選用表面噴涂氧化鉻(Cr2O3)，

7、靜環(huán)材質(zhì)選用YG6，該配合屬于“硬質(zhì)合金—硬質(zhì)合金”形式。由于二者硬度不同，可防止動(dòng)靜環(huán)密封面同時(shí)損傷，也避免了產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象。這樣，即使少量催化劑顆粒混入摩擦副之間，也因摩擦副的耐磨性，摩擦副也不易產(chǎn)生劃傷，從而保證了密封效果。3.3.2波紋管組件由以上計(jì)算可得DBM65A型機(jī)械密封與2.375715型機(jī)械密封技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)極為相近，但是從經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的觀點(diǎn)看，其節(jié)約的維修費(fèi)用是相當(dāng)可觀的。GRANE公司生產(chǎn)的2.375715型機(jī)械密封

8、一套為15000元人民幣，而同等性能的國(guó)產(chǎn)DBM65A型機(jī)械密封一次性投資僅為4500元人民幣，其性價(jià)比遠(yuǎn)優(yōu)于2.375715型機(jī)械密封。一年若按28套計(jì)算，備件費(fèi)用就可節(jié)約29.4萬(wàn)元人民幣。3.4效果改造前該機(jī)泵有效運(yùn)行時(shí)間僅為20天左右。最長(zhǎng)運(yùn)行一個(gè)月最短僅為一個(gè)星期的時(shí)間。2003年12月改造后，連續(xù)運(yùn)行最長(zhǎng)累積可達(dá)6000小時(shí)。其間經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期高負(fù)荷運(yùn)行和頻繁的切換運(yùn)行而無(wú)泄漏故障，可見(jiàn)，這次改造措施是相當(dāng)成功的。4.結(jié)論面對(duì)P