炼化企业机泵泄漏原因分析及预防措施

2020-09-24刘俊生马文礼王吉民樊安宁

设备管理与维修 2020年16期

刘俊生，马文礼，王吉民，余强，樊安宁

（1.中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依 834003；2.神华新疆化工有限公司，新疆乌鲁木齐 831400）

1 机泵泄漏典型案例

1.1 某石化公司“8·17”火灾事故

2017 年8 月17 日，某石化公司140 万吨/年重油催化裂化装置原料泵发生泄漏着火，事故造成原料泵上部管廊及空冷器等部分设备损坏。事故原因：生产过程中原料泵驱动端轴承异常损坏，导致原料泵剧烈振动，造成密封波纹管断裂，泵出口预热线断裂，引起油料泄漏着火。

1.2 某石化公司“4·10”加氢裂化装置着火事故

2015 年4 月10 日，某石化公司加氢裂化装置汽提塔塔底泵发生泄漏着火事故，事故造成3 台泵、泵上方框架、少量仪表和动力电缆过火，一条管线开裂，无人员伤亡。事故原因：机泵在高速运转过程中，由于轴承严重损坏，设备产生剧烈振动，导致机械双密封快速同时失效，介质泄漏后遇轴承体摩擦产生的高温，引发着火。

1.3 某公司炼油厂“7·11”火灾事故

2011 年7 月11 日，惠州市大亚湾某炼化分公司运行三部400单元重整生成油塔底泵密封泄漏着火，无人员伤亡。事故原因：重整生成油塔底泵非驱动端的止推轴承损坏，造成轴强烈振动和轴位移，导致该泵非驱动端的两级机械密封的严重损坏造成泄漏，泄漏的介质遇到轴套与密封端盖发生硬摩擦产生静电而引发大火。

2 机泵泄漏统计

在炼油生产中，机泵凭借其自身的独特优势，已经成为炼化企业生产中普遍使用的设备，其品种、规格繁多。不过，在装置运行过程中，大多数类型的泵都存在泄漏问题。英国HSE（Health and Safety Executive，健康安全委员会）烃类物质泄漏数据库（HydroCarbon Release Database，HCRD），提供了1992—2006 年期间泵泄漏事件（表1）。

经统计计算，各泄漏孔径范围所对应的泄漏频次如表2 所示。这些数据建立在英国海上装置的设备及管理水平基础之上，如果工厂的设备及管理水平低于数据库统计水平，则泄漏频次会更高[2]。

国内某加氢装置曾统计过离心泵泄漏，该套装置共有离心泵32 台，2010 年—2013年，每年发生泵泄漏次数分别为32 次、27 次、29 次和24次，占总设备故障的比例分别61.5%、56.2%、53.7%和52.2%。经过治理后，2014 年～2016年，泵泄漏次数分别为6 次、5次和5 次。这说明该装置离心泵泄漏频次较高且占设备故障的比例较高。

表1 1992—2006 年泵泄漏统计数据

表2 泄漏频次统计次/年

3 泵机械密封泄漏的原因

泵机械密封泄漏的现象较为普遍和常见，主要原因有密封件结构失效（如波纹管开裂）、密封端面失效、补偿元件故障和其他部位密封失效等。

（1）密封件结构失效。失效原因有：密封材料质量差、设计及加工工艺不合理；选材不当导致腐蚀、材料失效、局部应力集中或松动及磨损较大；泵抽空引发的撞击及强振动；安装缺陷等。

（2）密封端面失效。失效原因有：密封选型及设计不合理导致端面压力过小成过大；选材不当导致端面腐蚀；杂质进入端面导致磨损；端面温度过高使密封介质碳化，逐渐累积导致泄漏失效；密封冲洗液不合理、泵入口压力低及辅助冷却系统能力不足等导致密封介质气化，使端面干磨或磨蚀；联轴器安装偏心、泵轴弯曲、轴系不平衡、轴承损坏等问题导致端面失效；压力波动等其他原因导致的泵振动[3]。

（3）补偿元件故障。包括补偿元件材料质量较差、设计及加工工艺不合理、杂质进入补偿元件导致失弹、冷却水结垢导致补偿元件无法回弹及运行温度太高导致材料失弹等。

（4）其他部位密封失效。包括垫片损坏或腐蚀、压盖垫泄漏、安装不正或压盖螺母没有上紧、密封圈(垫)有缺陷或没有上紧导致泄漏。