多级高压离心泵泵节密封优化改造

陈磊 杨绍泽

摘  要：某油田联合站内高压水平注水泵长时间受高矿化度污水腐蚀，泵节处频繁发生渗漏且不能得以有效治理。本文分析了泵节渗漏原因，提出了对端面密封优化改造、增设两级泵节密封的方案，实现了水渗漏通道的三级绝对密封，彻底解决了多级高压离心泵泵节渗漏的难题，大幅度提高了设备使用率并取得较大的经济效益，值得同行借鉴、推广。

关键词：多级离心泵;高压;密封;优化改造

引言

某联合站有6台高压水平注水泵，运行压力为15.0MPa。已运行8年，日均运行超20h，机泵进入疲劳期。同时因长期受高矿化度污水的侵蚀，泵节处频繁发生渗漏，污水泄漏污染环境，浸泡机泵基础使其严重受损，“低老坏[1]”开始处于常态化且不能得以有效解决，使得每年需要更换至少2个腐蚀严重的泵节，设备使用率大大降低，严重影响了正常的污水回注，增加了维修人员工作强度;同时机泵带病运行可能导致高压刺漏伤人、设备损坏等安全事故，存在较大的安全环保隐患。然而更换6台高压水平注水泵需要耗费大量的费用及时间，同时还影响联合站年度注水指标。因此，探索出一套有效解决高压水平注水泵泵节渗漏方法尤为关键和迫切。

1.渗漏原因分析

为得到切实可行的技改方案，对联合站6台高压水平注水泵18个泵节15天内的渗漏量进行评估，对比机组累积运行时间，发现3#、5#高压水平注水泵运行时间较长，其出口端泵节渗漏最为严重，故选取3#、5#高压水平注水泵作为技改对象，对其进行拆检，发现机泵本体端面、泵节及密封面受到严重腐蚀，丁晴O型圈密封环变形甚至损坏。分析得出，泵节渗漏是密封损坏失效，高压污水渗入泵节密封面，长期腐蚀所致。

2.改造措施

针对高压污水通过泵节接触面渗漏至泵节端面，加剧端面腐蚀，导致渗漏加剧，需要切断渗漏源头，使高压渗漏污水无法通过泵节渗漏至泵节端面，联合站从优选密封圈、渗漏污水减压两大方面制定改造措施。

2.1优选密封圈，提高密封强度

原机泵采用的密封方式为仅节间端面处安装一个丁晴O型圈，受长期的污水腐蚀和端面挤压，密封环迅速变形甚至损坏，渗漏加剧。因此优选级间密封面处密封圈材质，加强密封圈的强度和耐腐蚀性尤为重要，联合站通过与机泵维护人员反复实验研究，优选出具有优异的气密性、耐高温、卓越的耐腐蚀性和良好的抗老化性能的氟橡胶O型圈。

2.2前移密封环，三级密封减压

通过泵节凹槽加工，前移O型密封环，使污水无法进入泵节;同时增设两级泵节密封环，对高压渗漏污水进行逐级减压;最后在泵节端面上车削榫型结构凹槽，增设第三级密封环，涂抹密封脂，以实现高压污水渗漏通道的三级绝对密封。

基于上述优化方案，联合站跟踪3#、5#高压水平注水泵实施泵节密封改造后试运3个月的运行工况，改造效果明显，泵节无一渗漏。

2014年，对联合站其余4台泵及油田片区内其他联合站有多个存在类似问题的多级离心泵从以下四方面实施了相应改造，跟踪改造机泵6个月的运行工况，收效良好。

第一，车削修复腐蚀密封面，保证密封面处光滑、清洁;第二，优选级间密封材质为氟橡胶O型圈，保证密封圈的强度和耐腐蚀性;第三，前移O型圈位置以降低密封面接触水的几率，防止腐蚀发生;第四，对端面及泵节上进行特定的机械凹槽加工，压入氟橡胶O型圈，涂抹密封脂，以实现高压污水渗漏通道的三级绝对密封。

3.改造效益评价

表2  2014年度1—12月高压水平注水泵节约费用表

从表1和表2可以看出，联合站在此次高压水平注水泵密封优化改造过程中投资了一定费用，但也取得了较大的直接经济效益。同时，其社会经济效益同样可观，主要表现在以下三个方面：

第一，已改造机泵泵节无一渗漏，降低了机泵维护人员的工作强度，清扫频次由1次/天降至2次/周;第二，大幅度提高了设备使用率，与2013年同期相比水平注水泵使用率提高了12.4%，提月均提高约300h;第三，确保顺利实现联合站年度注水指标，缓解环保压力。

4.结论

利用创新型三级密封优化改造，由内向外逐级降低渗漏污水压力，实现了水渗漏通道的绝对密封，成功解决了多级高压离心泵密封失效、漏渗的难题，实现了机泵的零渗漏，提高了机泵使用率，创造了巨大的经济效益，为多级高压离心泵维护、改造提供了经验借鉴。

参考文献：

[1]王继龙.多级高温离心泵改造[J].化学工程与装备， 2011.2.

[2]顾永泉.流体密封[M].北京：中国石化出版社，1990.

第一作者简介：

陈磊（1980-）男，汉族，新疆人，大学专科，工程师，毕业于新疆工业高等专科检测技术与仪器仪表专业，主要从事原油处理、集输技术管理工作。