汽提塔进料泵机封泄漏原因分析及处理

2022-07-11王长青曾登林王彦江刘光成戚海军王健伟

石油和化工设备 2022年5期

王长青，曾登林，王彦江，刘光成，戚海军，王健伟

（独山子石化公司设备检修公司，833699）

引言

汽提塔进料泵主要作用是将工艺水送入汽提塔，塔内的低压蒸汽将工艺水中的酸性物质和油类组分汽提出，余下的较为洁净的工艺水一部分用急冷油预热到158℃进入1#稀释蒸汽发生罐，一部分去1#炉作急冷介质，一部分去废汽油洗涤罐作洗涤水。该泵出现故障将影响整个后续工艺流程的正常运行，因此必须确保该泵安全稳定长周期运行。

1 汽提塔进料泵设备及工艺简介

1.1 汽提塔进料泵主要运行参数

某车间汽提塔进料泵为单级悬臂式离心泵，工作介质为工艺水。设备其本参数如表1所示：

表1 汽提塔进料泵主要设备参数

1.2 气提塔进料泵工艺简介

从急冷水中分离出稀释蒸汽凝液，通过工艺水汽提塔进料泵送往工艺水汽提塔。塔内汽提低压蒸汽汽提出油类和酸性组分，由塔顶经过换热器冷却后返回另一座汽提塔。塔釜合格的工艺水经过稀释蒸汽发生器进料泵输送到蒸汽进料预热器，一部分工艺水用急冷油预热到158℃进入1#稀释蒸汽发生罐10-V-115/165，一部分工艺水去1#炉10-L-101A作急冷介质，此外还有一部分工艺水去废汽油洗涤罐10-V-802作洗涤水。

2 设备机封运行状态及故障现象

2.1 机封及辅助系统介绍

该泵采用小弹簧非集装单端面式机械密封,型号为58B-45，摩擦副配对材质为石墨—碳化硅，该组合耐腐蚀性好，导热性好且具有低的线胀系数，适用于该泵工况。辅助系统冲洗方案为PLAN11，从泵出口引出介质对密封进行冲洗，冲洗液可增加密封腔压力和介质汽蚀余量，满足设备设备密封要求。

2.2 机封故障现象

该泵于2019年3月18日发现机封泄漏，经与生产车间协商，3月19对该泵进行检修。3月22日配合生产车间对该泵进行试车，试车时该泵状态良好，运行20分钟后发现该泵发生泄漏，立即进行抢修。

3 机封拆检情况及泄漏原因分析

3.1 机封拆检情况

检修人员于2019年3月19日第一次对该泵进行检修时，在拆检过程中发现该机封动、静环O型圈发生损坏（图一）。2019年3月22日第二次对该泵进行检修，在拆检过程中发现该机封动、静环O型圈发生溶胀（图二），动环出现严重碎裂裂纹（图三）。

图一密封圈断裂

图二密封圈溶胀

图三机封动环碎裂

3.2 机封泄漏原因分析

3.2.1 密封圈碎裂原因分析

机封密封圈所用的材质为氟橡胶，该材质具备耐高温、耐油、耐酸、耐腐蚀以及气密封性好的性能特征。该泵介质为工艺水，介质温度85°。由工艺情况可知，该介质中含有油类和酸性组份。正常情况下，氟橡胶材质的密封圈适用于该泵的工况。但是在氟橡胶密封圈加工过程中存在一些异常和难点，其中常见的混炼时出现较少死料、白点、烧边缺胶、模具污染等。这些产品质量问题，从氟橡胶外表面无法直接观察出来。而这些问题的存在，会导致介质中的溶剂分子进入到氟橡胶高分子链的空隙中，增大了链段间的体积，所以氟橡胶的体积因膨胀而溶胀。氟橡胶密封圈溶胀后直径变大，力学性能会大幅下降，密封效果急剧降低，进而引起机封泄漏。

3.2.2 机封动环破损原因分析

该机封密封圈材质为氟橡胶，产品质量不合格时容易发生溶胀现象，在机封座中的氟橡胶密封圈由于受到机封座的限制，无法向外膨胀，只能挤压机封静环，由于静环的材质为碳化硅，强度较高，膨胀的密封圈最终把机封静环从机封座中挤压出来，从而造成机封泄漏。

机封动环密封圈发生溶胀后同样会对动环摩擦副产生挤压，由于机封动环摩擦副材料为石墨，材质较软，在密封圈的强力挤压下发生破损，进而造成机封泄漏。

4 故障处理及改进措施

4.1 更换密封圈材料

图四杜邦全氟醚密封圈

由于该泵介质中所含的油类和酸性组份容易使氟橡胶发生溶胀，因此建议更换该机封密封圈的材质。全氟醚密封圈有优异的耐化学性能，一般的氟橡胶无法适用的醚类，胺基化合物、酮类、氧化剂、有机溶剂、酸碱等环境中，全氟醚密封圈都能显示其卓越的稳定性。在溶胀试验中，全氟醚能耐受多达1800多种化学品的攻击，在本次检修中将该机封中的密封圈更换为杜邦kalrez全氟醚密封圈。

4.2 提高装配质量

设备回装前认真检查配件质量并测量相关数据，经检查安装机械密封部位的轴或轴套，表面无锈斑、裂纹等缺陷，粗糙度为Ra1.6。静环尾部的防转槽根部与防转销顶部的轴向间隙1.5mm。弹簧自由高度一致，压缩量符合检修标准。经检测，该机封轴套跳动值为0.02mm，该泵联轴器型式为膜片式，回装时找正结果为：外圆0.10mm，端面0.05mm，相关数据均符合检修标准。目前该机封已稳定运行26个月。