反应进料泵机械密封系统的技术改进

王建锃

（大庆炼化公司 炼油生产一部 黑龙江 大庆 163411）

引言

大庆炼化公司柴油加氢装置反应进料泵为两端支撑、径向剖分、双壳体式多级离心泵（BB5），带有独立润滑系统,该泵的设计厂家为苏州苏尔寿泵业，于2014年末开始服役于柴油加氢装置，配备由丹东克隆设计的双端面机械密封，采用辅助系统为P21+53A的冲洗形式，在2014年装置初始开工期间，该机械密封泄漏多达7次，经丹东克隆厂家总工程师带队多次改进升级，共计更换机械密封11套，仍无法解决机械密封泄漏大的问题，开工进度因此受阻，为保证装置如期开工，该泵机械密封更换为在公司范围内使用效果较好的西安永华机械密封，更换后的机械密封仍采用P21+53A形式，更换后西安永华较丹东克隆机械密封泄漏量有所缓解，保证了顺利开工，但机封仍然泄漏超标，2014-2015年经西安永华2次改进密封，机械密封泄漏量最终维持在约1滴/2秒，可以维持机泵运行。

1 在机械密封形式方面的技术改进

针对这一难题，丹东克隆和西安永华两家密封企业经过缜密的技术分析表明，采用双端面机封（图1）泄漏的主要原因为该泵轴颈较粗、出入口压差大，轴向推力大，机械密封动、静环摩擦副局部产生的热量较多且不容易及时导出，导致泄漏无法根除。

图1 双端面机械密封P21+53A

为彻底消除该泵机械密封泄漏，经多次同类装置调研，2015年装置技术人员提报技改技措对反应进料泵进行干气密封改造。在与多个密封厂家研究探讨后，最终选择本公司使用效果较好且有较多使用经验的成都一通干气密封。并于2015年8月对P101A进行干气密封改造，更换的干气密封采用P72+75方案（图2）[1]，干气密封改造后使用效果有较大改善，解决了密封外漏的问题，只在密封凝液罐中有少量内漏。之后在2017年和2018年2次对干气密封进行升级改进，改进后的干气密封几乎无泄漏。同时密封运行时间由原来的3-4个月，延长到目前的1年半左右。经过3年的探索和改进，装置成功解决了反应进料泵机封泄漏的问题。

图2 为串联式干气密封P72+75

2 在机械密封结构方面的技术改进

加强落实公司提质增效工作，为降低上游装置空冷风机能耗，柴油加氢装置精制柴油空冷风机能耗以及加热炉燃料气能耗，需要提高反应进料泵进料温度，原进料温度一直保持在60-65度时，机械密封运转一切正常，无泄漏，当温度提高至70-75度时，机械密封的一级密封出现些许的泄漏，于是提温措施搁浅，为了保证进一步提温，该设备能够安全平稳运行，需对现使用机封进行结构上的技术改进。

对现有机械密封泄漏的原因分析表明：一方面，由于一级密封动静环处有少量积炭和高温变色，导致摩擦副机构表面贴合度变差，引发的泄漏，另一方面，由于一级密封补偿机构内杂质沉积较多，造成动环和弹簧座卡涩，同时杂质堆积影响弹簧伸缩，从而影响整个补偿机构的正常工作，造成第一级密封的泄漏，当介质温度升高，粘度下降，动静环端面形成的液膜渗透能力增强，导致随着温度升高泄漏量增大。

通过原因分析 ，在结构上对机械密封进行改进，避免上述问题的出现，首先针对积碳、高温变色的问题，采取了在机械密封动环表面外缘开“动压槽”如图3的方法，将接触式密封端面形成稳定的液膜，提高润滑性，降低摩擦热量，避免由于高温使得油膜积碳，引发端面不平整，导致介质油泄漏[2]。其次针对补偿机构卡色的问题，采取了增加甩沙孔的措施，由原来的6个增加至18个，并加强了弹簧座的强度，可以更好地将颗粒型及粉末型杂质及时甩出，保持补偿机构弹簧及弹簧座清洁，保证良好的伸缩性能，避免由于介质微量杂质导致补偿机构失去弹性而引发的泄漏如图4[3]。改进后的机封在进料温度为70-75度时，使用效果很好，一级密封无泄漏。

3 产生的经济效益

按照加工量130t/h，进料温度由60度提升至75度计算，装置在燃料气和用电量方面可产生较大效益。

（1）燃料气方面：通过柴油焓值和燃料气低发热值计算，提温后燃料气用量每小时减少0.13吨，每天降低3.2吨，效益约5000元/天。

（2）用电量方面：目前由于进料和产品换热效率提升，导致产品出装置空冷风机A203停运或降负荷可节电约700多度/天，效益约500元/天 。

综合以上，考虑加工量变化，估算本次干气密封改进后产生效益约150-200万/年。

4 结束语

该反应进料泵的机械密封经历了更换生产厂家、形式上的改进、结构上的升级，逐步实现了装置的顺利开工、平稳运行、提制增效的三个阶段，不仅给装置开工以及日常生产带来了福音，而且大大降低了公司的生产成本，使得公司在石油化工行业具备独特的竞争力。