多级离心轻烃泵密封形式的改进

2018-05-23周选民贺训育栾进国艾丽曼

中国设备工程 2018年9期

周选民，贺训育，栾进国，艾丽曼

（中油股份独山子石化分公司研究院，新疆独山子 833699）

某公司多级离心式轻烃泵密封装置原设计为填料密封和机械密封两种形式，装置开工时使用填料密封，由于轻烃介质自身的特点，密封效果很不理想。据统计安装一次填料最长可运行21天，最短只运行l天。所以，某年大检修对轻烃泵的密封进行了改造，将填料密封改为机械密封。改造后密封失效率大幅度降低，如B-101/b 65YⅡ-50×6机械密封运行了8个月还在使用，B-208/b DY-25×5机械密封由于间歇使用开停也运行了3个月，从使用效果可以看出，改造还是成功的。

1 填料密封的失效分析

某装置二台泵的工作条件见表1。

其压盖填料密封结构如图1所示。所用填料为夹心编结石棉盘根，封液为润滑油。

图1 压盖填料密封结构

这种结构压盖填料的压紧力沿轴向分布不均匀，靠近压盖的压紧力最大，远离压盖的压紧力逐渐减小，因此盘根磨损不均匀，靠近压盖处的盘根易损坏，这种损坏主要表现在高温下盘根中有机物及结晶水分解、磁化、挥发，造成失重，产生渗漏的缝隙，致使填料密封失效。

从介质的角度来说，轻烃介质具有饱和蒸汽压高、渗透性强、润滑性差、易汽化及结霜等特点，能促使石棉盘根更快失效，因为填料内部渗漏是填料密封不好的主要原因，如各种纤维编结的填料，纤维间存在微观间隙，成为细小的毛细管，介质因此渗漏出来，这时即使加大填料的压紧力往往也无法获得良好的密封反而增加填料的摩擦力。扭转作用对填料密封也有很大的影响，采用转动轴时，轴的扭转是常见的。轴的径向跳动、挠曲、偏斜和一定值的偏心度都会引起振动效应，通常称为轴的扭转。轴的扭转在轴的填料处会造成较大间隙。为了说明轴的扭转对密封效果的影响，如泵101/b以2950r/min的转速运转，沿径向产生0．003mm的扭转，轴每转一次就使填料内径加大0．006mm。该轴每分钟拍打填料2950次，显然在这恶劣的条件下是很难有何种填料的材料能与轴的表面维持稳定接触的。

2 机械密封使用情况

由于填料密封更换频繁，泄漏量大，常常影响生产，污染环境。为了减少物料损失，提高生产率，防止环境污染，着手填料密封改造。

液态烃泵65YⅡ-506设计为GY-60机械密封，DYII 6-25×5设计为PV1d-45机械密封，由于公司不再订购这两种形式的密封，所以选用了109WMK5-60和109WMK5-45机械密封，平衡系数都取20%。

DYⅡ6-25×5泵选用109WMK5-45机械密封后，密封腔位置不够，为了解决这个问题，在压盖大端加了一个l5mm的短接，解决了这个问题，如图2所示。

考虑到冲洗作为机械密封的组成部分，使用了自冲洗，可以肯定，自冲洗在液态烃泵机械密封比较长的运行过程中，起了极其重要的作用，自冲洗除了起润滑、冷却和密封作用外，更重要的是保证了密封在一个稳定的条件下工作，而这一稳定的工作条件是机械密封长周期、安全、稳定过程的条件。

表1 两台泵工作条件

图2

气体分馏液态烃泵填料密封改为机械密封后，使用周期大大延长，改造前，装一次填料最多可运行20天，最短仅运行1天，经改造后，B-10/b泵安装的一套机械密封运行了8个月还没有失效，B-208/b泵所装的机械密封也已运行了3个月，可见，机械密封在液态烃泵上使用比填料密封要好得多。

为了确定端面比压这一重要参数，我们参考了兄弟厂家的一些资料，结合本厂的一些实际经验，在大致的几个范围内选取了几组数据进行试验。经过反复多次的实际应用，得出结论，B-10/b用机械密封的端面比压在 0．26～0．35MPa之间，B-208/b用机械密封的端面在0．24～0．31MPa之间。高于此范围，运转中产生的热量过高，密封寿命易缩短；低于此范围，密封性能不易保证，易泄漏，因此都不能满足生产的需要。