260万吨年渣油加氢装置高压贫液泵机封冲洗方案改造

王明奎 郭海澎 刘尊国 刘建峰 薄纯忠

摘 要：本文介绍了260万吨渣油加氢装置分馏系统的重要设备高压贫液泵的机封结构形式。阐述了自投产以来数次机封泄漏的故障现象，对故障原因进行了分析排查，确定了摩擦热过大是造成机封失效的主要原因。通过对机封冲洗方案的改造，解决了上述故障现象，为企业节约了大量的人力和资金投入。

关键词：API682 PLAN11+53B 260万吨渣油加氢装置 贫液泵

中图分类号：TH17 献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）04-0-01

高压贫胺液泵是260万吨/年渣油加氢装置分馏系统的关键设备之一，我公司高压贫胺液泵为开一备一，由嘉利特荏原泵业公司制造。该泵为双壳体多级高压离心泵，其泵型号为80X50（C）DCN10GM；流量為95.5m3/h，扬程1740m，吸入压力0.3MPa，出口压力17.2MPa，介质为MDEA（30wt%）、水（70wt%），介质温度为55℃，转速为4500RPM。采用四川日机密封件股份有限公司（以下简称川日机）设计的双端面平衡型机械密封。冲洗方案为API682标准中的PLAN53B，自2015年11月底开工以来，频繁出现机械密封泄漏问题（平均15天更换一次非集装机封）。给装置的长周期安全平稳运行造成了很大的隐患。

一、机械密封失效原因分析

1.机械密封系统简介

我公司高压贫胺液泵采用双端面平衡型机械密封，如下图所示该机械密封静环材质为石墨，动环材质为碳化硅（SiC），辅助密封材质为FFKM/316+RS，弹性元件材质为Hast.c，基体以及轴套压盖材质为316不锈钢。

机械密封的辅助系统采用了API682标准中的PLAN53B冲洗方案，隔离液为15号工业白油。由预先加压的蓄能器给循环系统加压，白油进入密封腔冷却密封环的同时起到抑制泵内介质向外部泄露的作用，通过机封自带的泵送环达到泵送效应，使白油在密封腔和冷却器中循环。

2.机械密封失效原因分析

2.1摩擦热过大造成机封失效

机械密封频繁泄漏问题发生后，通过和川日机技术人员的交流，得知由于国内渣油加氢装置较少，该公司是第一次为这个工位的泵设计机械密封。该泵轴径较大，转速较高，因此密封端面的线速度较高造成摩擦热相当高，而机械密封所配的PLAN53B冲洗方案中的白油冷却器达不到理想的冷却效果，造成密封端面温度过高爆裂炸环以致失效。川日机公司根据上述情况进行了机封的部分改造，减小端面直径从而减小端面比压，以期达到减小摩擦热的效果。但效果未达到理想数值。

二、机械密封改造方案

1.API682 PLAN11+53B密封冲洗方案原理及特点

API682 PLAN11+53B冲洗方案原理：通过泵底部放空阀门接出管线经限压多级孔板将自身介质引致密封腔，既起到冷却密封的作用同时又可以排出密封腔中的气体。53B方案由预先加压的蓄能器给循环系统加压，蓄能器为有压的双端面密封提供隔离液（封液），采用换热器对隔离液降温。

2.PLAN11+53B冲洗方案的优点

通过两个机封冲洗方案的结合，将机械密封端面产生的较高的摩擦热量减小到对机械密封没有危害的温度，封液压力高于介质压力，保证工艺介质零排放，系统配有压力报警远传信号，可及时发现密封失效情况，当一级密封失效时二级密封实现主密封功能，提高设备安全运行系数。

结语

实施上述改造后，260万吨/年渣油加氢高压贫胺液泵运行状况良好，机械密封处于稳定状态，有效杜绝有害介质泄漏排放到大气的安全隐患，机泵的连续运转可靠性得到了明显的提升（自2017年2月份改造以来连续运转）。降低了机械车间的维修工作量，减少了维修成本。