延长高压卧式柱塞泵的运行周期

许小平 任聪 张孟（中国石油天然气股份有限公司兰州石化公司，甘肃 兰州 730060）

8000吨/年C5加氢石油树脂装置加氢反应器进料泵，其作用是向加氢反应器输送物料，是装置的关键设备之一。泵出口压力17.7MPa，流量4.6-5.6m3/h，介质温度190℃且粘度很大。目前装置有立式三柱塞往复泵和卧式三柱塞往复泵各一台，均为进口泵。其中立式往复泵长期单台运行，由于柱塞填料周期性泄漏，每两个月就将停工检修一次；卧式三柱塞往复泵由于密封填料泄漏更为严重从2008年停用至今。

1 泵在使用过程中存在的问题

(1)卧式泵泵头柱塞填料和单项阀密封处漏量大，有易燃物料和氢气漏出，影响装置稳定运行，存在安全隐患。

(2)立式泵泵头柱塞填料密封处漏量大，有易燃物料和氢气漏出，影响装置稳定运行，存在安全隐患。

针对以上问题，将卧式三柱塞往复泵作为改造对象，经过分析填料密封特性，并进行多次试验，选择了填料材料和填料结构，对泵的柱塞填料密封进行了改进，达到两个泵互相切换的目的，确保装置长周期稳定运行。并将改进方法推广于进口立式三柱塞往复泵，延长其运行周期。

2 改造方案的确定

2.1 填料材料的选择

戈尔（GFO纤维）盘根是由膨体聚四氟乙烯纤维、石墨和一种耐高温润滑剂结合而成。质地柔软，易被挤压，回弹性好，无水解作用，摩擦系数低，但在17Mpa、190℃并且富含C15、C20、Cl-1、OH-1的强腐蚀性介质中耐久性较差。

成型四角芳纶碳纤维盘根四角采用高强度芳纶纤维，复合导热性极强的碳纤维，浸渍PTFE及润滑剂，经编织而成，根据填料函尺寸定制加工成型。具有强度高、导热性好、摩擦系数小等优点，特别适用于高压部位的密封。

经过比较选择我们决定用戈尔（GFO纤维）盘根和四角芳纶碳纤维盘根同时用作往复泵密封填料进行比较试验。

2.2 单向阀密封垫片材料选择

经过对物料特性和泵单向阀结构特点分析，我们对泵单向阀垫片采用退火处理的紫铜垫。同时将泵进出口法兰材料改用铬钼钢，提高法兰强度，并将螺栓孔由四个增加至八个，用高强度螺栓对称紧固，确保单向阀垫片在泵头内压紧。

3 改造的实施

(1)对卧式三柱塞往复泵填料结构采用双重压盖式填料密封。堵上填料冲洗下接口，从上接口配了一条管线，将填料微漏液引入系统中低压容器，循环使用，避免了物料与冲洗液体互窜[1]。

(2)根据柱塞与填料函尺寸，将方形戈尔填料延45°切下，每三圈填料压一个铜环，每圈填料接口错开120°；安装至东、中两个填料函中；同时将成型四角芳纶碳纤维盘根安装至西侧填料函中。

(3)重新修订检修规程，对检修方案进行了改进，为了便于检修自己制作了专用工具。

当每一层成型填料装入填料函后，用专用工具压紧、压实并确保没有压偏。在高温高压的设备填料装配完后，在运行过程中，要进行热紧，压紧力度适中。

改变检修工作习惯，新增对填料函运行期间的维护工作。填料预紧力的调节；更换物料属性对填料压盖的科学性调节；确保溢流管的畅通；定期给填料加注润滑油等工作。延长柱塞填料的寿命。

4 改造后的效果

(1)选用质地柔软，韧性和回弹性好，无水解作用，摩擦系数低，抗腐蚀性能好，耐高温的成型四角芳纶碳纤维盘根作为高压柱塞泵的填料比较理想。如表1所示

表1 填料运行时数对比

(2)采用双重压盖式填料密封，将加入冲洗接口改为泄漏口时，可在主填料失效后，通过泄漏口将微量泄漏物料回收至系统低压容器，同时紧固副填料压盖，可保证填料继续使用10～15天，确保我们为设备切换检修做出充分准备。

(3)成型四角芳纶碳纤维盘根减少了纯手工剪切带来的误差，优化了检修程序，提高了检修精度，从而延长了填料的使用寿命。

5 效果及意义

用在高温高压高粘度、易燃易爆工况下的三柱塞往复泵，必须运行平稳、安全可靠、操作简单、检修方便。

(1)根据工况选择了合适的填料。依据填料密封机理，设计了填料与铜环的规格，有效延长往复泵填料使用寿命。

(2)通过这次成功改造，可以满足特殊介质的输送，实现了两台柱塞泵相互切换的目的，保证装置的安稳长满优运行。同时，为改造其他类似设备积累了技术和管理方面的经验。

(3)减轻了岗位人员的作业负担，减少了因为泄漏对环境的影响。在新安全环保法实施的情况下，延长运行周期及减少泄漏意义更为重大。

[1]高压往复泵填料泄漏分析及改造[J].许喜红,雷杰,刘家懿.流体机械.2008(01).