乙烯裂解装置急冷油泵磨损故障应对策略

魏志刚 孙 博 宋艳会 张友冬 张晓琴 杨丽华

（中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺 113008）

·润滑与密封·

乙烯裂解装置急冷油泵磨损故障应对策略

魏志刚 孙 博 宋艳会 张友冬 张晓琴 杨丽华

（中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺 113008）

介绍了急冷油泵在乙烯裂解装置中的重要作用，以及急冷油泵机械密封使用方案，根据急冷油泵在实际运行中所发生的故障情况，分析了故障的主要原因是机械密封系统的冷却蒸汽串进润滑油系统，导致润滑油乳化，进而引起转动部件的磨损，文中对如何避免机泵磨损故障提出了应对策略。

乙烯裂解；急冷油泵；密封方案；冷却蒸汽；限流孔板

一、工艺简介

乙烯裂解是烃和蒸汽的混合物在装置裂解炉中通过高温裂解，形成复杂的富含乙烯和其它烯烃混合物的工艺工程。中国石油抚顺石化公司烯烃厂乙烯裂解装置设计加工量为80万t／年，装置的操作弹性是60%～110%。该装置采用的是美国斯通韦伯斯特(S&W)公司的专利技术，主要由裂解、急冷、压缩、冷分离、热分离、制冷等单元组成。急冷油泵是乙烯裂解装置急冷单元的关键设备，通过急冷油泵从急冷油塔底抽出急冷油送往后续流程，实现裂解气的急冷、热量的回收以及产生稀释蒸汽，所以，急冷油泵的运行状况直接影响急冷单元的运行与循环，也直接影响整套装置能否平稳生产运行。

二、急冷油泵简介

乙烯裂解装置急冷油循环泵型号为16HQS-356，属于单级双吸两端支承径向剖分式离心泵，正常/额定流量为2531/3037.5m3/h，扬程为100.61m，转速为980r/min，功率为1050kW，介质温度为210℃，机泵密封方案为32+62方案，美国FLOW SER V E公司生产。该泵自开工投用以来多次出现故障，故障现象基本都是机械密封泄漏、前后轴承严重损坏、主轴磨损、喉部衬套与轴套发生咬合等，见图1、2、3。

对故障设备维修处理的内容基本都是对泵盖的喉部衬套进行车削处理，对轴套用压力机强行拆卸，更换喉部衬套与轴套，更换主轴、轴承、机械密封，对转子做动平衡，前期所采用的备件都属于进口备件，所以，每次机泵冷油泵出现严重故障都会造成很大的经济。

图1 主轴出现严重磨损

图2 喉部衬套与轴套发生咬合磨损

图3 轴承磨损（联轴端已经完全碎裂）

三、设备故障原因分析

1.直接原因

该泵采用了32+62密封方案，为防止机械密封结焦并降低机械密封的工作温度，该方案需要通入低压冷却蒸汽，但设计中低压蒸汽的流通没有限流孔板，只通过手动开、关球阀调节；所以，在调节蒸汽流量时存在蒸汽量过大的情况。过量的蒸汽串入轴承箱导致润滑油乳化，进而导致轴承损坏（见图4），整个转子系在泵体内失去平衡，旋转过程中出现严重硬性偏磨，导致机械密封动环损坏并泄漏、泵轴被磨损、前后喉部衬套内圆磨损、喉部衬套与轴套咬合。

图4 机泵轴承与密封位置图

2.间接原因

（1）该泵在装置最初开工期间多次出现故障，泵轴前期已经出现磨损，当时没有对其进行彻底处理或更换，所以之后出现的故障现象跟以前一样，同样更换了机械密封、轴承、喉部衬套与轴套。

（2）该泵在蒸汽能够正常供给的情况下长期运转，没有进行定期切换，加速了转动部件的磨损。

（3）操作与巡检不到位，没有精心调节机械密封冷却蒸汽量，没有及时发现润滑油乳化并及时更换。

四、应对策略

（1）改进机泵的密封方案，将32+62密封方案改为32+53A或32+53B或32+54密封方案。方案改进后，机械密封改为了双端面密封，可以在密封泄漏时及时发现，避免出现因泄漏引起的着火等恶性事故；取消了冷却蒸汽就不再存在蒸汽串入轴承箱的问题。

（2）通过精确计算为蒸汽增加限流孔板，这样可以避免由蒸汽过量而串入轴承箱。

（3）在轴承挡油环外部增加蒸汽挡板，挡板外侧设计开式叶片，挡板随泵轴一起旋转，叶片旋转过程中产生气流，可以阻止过量蒸汽向轴承箱侧反串。

（4）在挡油环的内圆上增加一道O型圈，阻止过量蒸汽向轴承箱侧反串。

（5）将泵侧轴承箱的润滑形式改成强制润滑，此种方案比较复杂，需要现场增加润滑油站、配管、铺设电缆等工序。

（6）精心调节机械密封冷却蒸汽量，加强巡检，及时更换润滑油。

（7）在用与备用机泵定期切换，避免透平驱动泵长期运转而导致易损件疲劳。

五、结语

2015年1月在挡油环的内圆上增加一道O型圈至今，该泵再也没有出现之前的磨损故障，实现了长周期、安全运行。

TQ 221.211

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1671-0711（2016）04-0072-02

2016-03-12）