延长高温油泵机械密封使用寿命的措施

2022-10-26

前言

油泵机械在高温的条件下, 其使用寿命在不断的减少, 与其他的企业相比较, 石油炼化企业在使用油泵机械的时间更多一点, 所以在进行油泵机械密封时, 就会变得更加脆弱, 也比较容易出故障。近些年来, 由于高温油泵密封泄漏引起的事故频频发生, 所以, 做好高温油泵机械密封技术管理是很重要的。本文首先对案例进行概况;然后对弹簧式机械密封易失效进行分析;最后提出了延长高温油泵机械密封使用寿命的措施。

一、概况

本文以燕山石化炼油一厂常减压装置为例, 对一些在高温运行下油泵机械进行分析, 其中燕山石化常减压装置是在1000万吨左右, 根据实际情况, 可以知道油泵机械密封的使用寿命在6个月左右, 它们主要是利用单弹簧和多弹簧式机械进行密封。由于使用寿命短, 严重影响它们的工作效率, 就改用焊接金属波纹管机械进行密封。至今在高温作用下油泵机械密封的平均寿命达到了13个月以上。

二、弹簧式机械密封易失效分析

1. 结构

如图所示, 油泵机械密封形式是弹簧式机械密封, 它是一种单端面、大弹簧以及不平衡的密封结构

2. 高温油泵机械密封泄漏原因分析

(1) 主要失效形式

如图所示, 高温油泵机械密封有4个泄漏。第一个泄露点主要是通过机械密封摩擦而形成的泄露, 主要的失效形式是高温、磨损以及断裂, 此泄露点是关键的泄露点。第二个泄漏点是补偿环辅助密封圈, 其主要的失效形式包括老化、卡死以及磨损等。第三个泄漏点是非补偿环辅助密封圈, 其主要的失效形式包括腐蚀、损伤以及脱落等。第四个泄漏点是压盖密封圈, 其主要的失效形式是损伤。

(2) 泄漏失效原因分析

油泵机械密封在高温的作用下, 会产生泄露和失效, 主要是因为油泵机械是利用传统摩擦材料进行合理的配对的。当采用辅助密封圈结构和其他有关的材料进行密封时, 不能有效防止泵抽空, 同时在高温的作用下也会产生一些具有腐蚀性和安装不规范部件装配, 这样就达不到相关技术规定的要求, 就会使得油泵机械在密封的过程中出现失效的形式。

三、延长高温油泵机械密封使用寿命的措施

下面以1000万t/a常减压装置, 泵 (泵位号p1017) 为例来对其措施进行分析和阐述。

1. 合理选择波纹管机械密封

合理选择波纹管是延长其寿命的关键, 要根据油泵机械实际工艺的应用情况对波纹管进行选择。如:在运行的初期, 当使用泵位号p1017时, 其介质温度就要在370℃左右, 就要求运转速度要控制在2950r/min, 进口压力要控制在0.01MPa左右, 出口压力要控制在1.73MPa左右, 这样才能选择一个合理的波纹管机械进行密封。

2. 选择结构

一个好的结构也能延长油泵机械密封使用寿命, 所以, 选择结构也是一项主要的措施。根据规定的要求, 对油的介质温度进行考虑, 不能高于370℃, 再采用静止型波纹管结构对油泵机械进行设计。在设计的过程中必须要了解其特点, 在无补偿环滑辅助密封时, 由于其具有追随性和补偿性等特点, 这可以有效的避免油泵机械受到磨损和腐蚀;在动静环辅助密封的过程中可以采用柔性石墨来替代橡胶, 因为它具有耐高温, 并采用不锈钢螺栓轴对其进行固定, 这样使静态变为动态, 从而有效的提高摩擦性能。

3. 选择材料

选择好正确的材料也可以延长其使用寿命, 下面从2个方面进行分析:首先, 在动静环辅助密封过程中采用不锈钢片石墨, 并且不锈钢片一定要薄, 这样有耐高温、防老化等作用。其次就是要选择合适的波纹管, 选择的波纹管波片一定要是双S波片, 这样在运行的过长结构就不容易变形, 也具有一定的抗疲劳性, 同时耐压性能好, 这样就可以抵制一些外来的压力, 是理想的波纹管材料。除此之外, 波纹管要与尾座衔接在一起, 这样才能延长高温油泵机械密封使用寿命。

4. 选择辅助系统

选择一个好的辅助系统也可以延长油泵机械密封使用寿命, 因为油泵机输送的温度绝对是大于密封使用温度, 在这样的情况下就必须采用相应的辅助系统来支持, 这样就能延长其使用寿命。对于那些温度较高、黏度较大的油, 在运行过程中, 就要使用规定的冲洗方案对其进行冲洗, 这样可以有效的改善密封的工作环境, 从而降低其密封的温度, 延长其使用寿命。