苯乙烯GA210泵机械密封失效分析及解决方案

2013-09-27莫才颂王岗罡吴海智

化工技术与开发 2013年10期

关键词：机封乙苯密封圈

莫才颂，王岗罡，吴海智

( 1.广东石油化工学院机电工程学院，广东茂名 525000；2.中国人民解放军驻211厂军事代表室，北京 100076；3.茂名石油化工公司，广东茂名 525000)

1 苯乙烯GA210泵简介

GA210是一台离心泵，输送的介质是DA204多乙苯塔反应之后的残油，含苯成分较高。轴封采用端面机械密封，机械密封的结构如图1所示。

图1 机械密封结构示意图

该泵在实际运行中，机械密封时常发生泄漏，尤其是系统不稳定、装置开停车期间，机械密封在安装运行1周左右开始微漏，1～2个月内泄漏量增大，无法继续使用，严重影响了装置的环保达标和长期稳定运行，导致了工艺车间倒泵比较频繁，造成系统不稳，增加工艺操作难度。检修比较频繁，检修工的劳动强度增大，检修造成零部件成本大大提高，增大了安全事故发生系数，严重影响装置的正常生产，同时也造成环境的污染。本文着重就机封泄漏的现象进行分析，并采取相应的有效改进措施，以确保该泵的运行质量，提高泵的运行周期。

2 机械密封失效原因分析

其故障原因进行了分析，对机械密封失效因素的确定，并绘制了因果分析图如图2所示。

图2 GA210泵机械密封失效分析图

2.1 操作温度高

2012年5月，苯乙烯装置为了提高苯乙烯的收益，对操作工艺参数进行了改变，DA204多乙苯塔的操作温度由原来的139℃上升至289℃，GA210泵输送的介质温度原来的139℃上升至289℃。温度改变后，GA210泵机械密封频繁出现故障，由原来6～9个月的使用寿命降到10～20d，介质温度高严重影响机械密封的寿命。

2.2 密封圈不耐高温

工艺改变后每次检修检查发现机械密封的静环磨损严重，动环有烧损的痕迹，密封圈严重老化，断裂；机械密封的弹簧及密封腔内结焦严重。工艺改变前后的检修出现情况统计对照见表1。由表1结果可见，温度对机械密封圈的使用寿命影响很大。

为了找出GA210泵机械密封寿命短的原因，对

表1 GA210动静环密封圈损坏情况统计表

2.3 端面润滑冷却不良，加剧机械密封静环磨损

因为该机封为单端面机械密封，是靠输送的介质本身在摩擦副间形成油膜而润滑，但介质的温度由139℃升至289℃，无法在摩擦副之间形成油膜润滑，所以加剧了机械密封静环的磨损。并且由于密封腔内结焦严重，弹簧失效，在摩擦副间夹进杂质之后静环端面就产生较深的沟痕，统计情况见表2。由此说明了介质的温度也是影响了泵的正常运转的原因。

表2 GA210泵机械密封损坏对比表

2.4 检修人员培训不够

参与检修的人员都是经过培训取得上岗资格的。因此，检修人员培训不够不是主要原因。

3 改进措施

针对机械密封换效的原因，根据现场的实际情况，进行分析研究，提出解决GA210乙苯泵故障频繁的方案。

3.1 在机械密封处加冲洗冷却管，保持密封腔内冷却循环液畅通

针对密封腔内结焦以及含固体颗粒等情况，通过增加冲洗水，在一定程度上起到了较好的作用。如图3所示，在机封的静环座上加工出冲洗水眼，引入0.7MPa的工艺冷凝液，阻止工艺介质中的颗粒杂物进入机封密封腔内，同时防止工艺介质的结晶，改善机封密封腔内介质环境，使机封的动静环摩擦副工作在干净的环境中，确保冷却水的顺畅，消除管路堵塞结垢，使密封温度降低，延长机封的使用寿命。