浅析一种新型高温油泵机械密封的应用

2022-09-10

一、引言

近年来, 国内炼油企业接连发生了多起因高温油泵密封泄漏导致着火的事故, 给装置的安全运行带来严重影响。根据API682标准, 温度大于176℃的工况必须使用焊接金属波纹管机械密封。所谓机械密封 (mechanical seal) 是指靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力 (或磁力) 作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。

为了保证装置的安全运行, 根据中国石油天然气股份公司“关于进一步加强高危介质泵安全运行管理的通知”, 对高危泵密封进行改造, 按API682标准要求采用双密封, 我公司结合实际情况, 对减粘装置产品的分馏塔底泵等高温热油泵进行机械密封改造, 选用具有独特设计的双端面机械密封。

二、机械密封改造方案

1 YTS-1密封材料、结构与工作原理

密封材料

密封结构

YTS形式机械密封主要特点:

(1) 取消了复杂的密封辅助系统。

(2) 节约了现场空间。

(3) 节约了大量资金和维护费用。

(4) 密封驱动功率消耗小。

(5) 密封寿命长, 运行可靠。

(6) 特别适用高温工况。

我公司减粘装置高温油泵原采用单端面密封。为增强安全性, 更换为西安永华的YTS-1型机械密封。图1为YTS-1型机械密封的结构。与其它普通双端面机械密封相比, YTS-1密封在性能方面基本相同, 主要区别在于YTS-l密封为一种特殊结构的双端面串联密封形式。西安永华的YH系列焊接金属波纹管密封的波纹管采用45°角, 只有成形为45°角时才能将波片变形及因扭矩产生的疲劳应力有效地克服, 可增强波纹管的耐压力而不至于波纹管断裂、延长密封使用寿命并增强耐压能力。

密封工作原理

YTS系列机械密封均采用焊接金属波纹管串联形式机封结构, 该系列机械密封在工作时, 若第一道主密封 (介质侧) 发生泄漏, 介质泄漏至第一道与第二道 (大气侧) 机封之间, 报警器报警, 操作人员可立即切换通知维修人员维修。即便操作人员不能及时切换机泵也不会发生大量泄漏, 因为第一道密封泄漏后, 第二道密封可起到主密封作用且能持续一定时间不会泄露, 介质不会排放至大气中, 起到安全作用。第二道密封比第一道密封设计寿命长, 这是因为第二道机封压缩量较小, 且又采用的是干摩擦专用石墨, 摩擦热小, 热量容易被蒸汽或封液带走, 能确保摩擦副相对在低温下安全运行。

三、密封冲洗方案——YTS-19B

优点:系统选用软化水代替饱和蒸汽压, 取消了复杂的API辅助系统 (Plan21方案) , 不污染产品, 不仅操作简便, 而且有效保证了产品质量和安全节能的效果。

四、改造前后情况对比

改造前, 由于该泵介质温度温度高, 循环水经常结垢;由于密封为单封, 在高温和抽空工况下, 极易失效 (摩擦副结焦) 。偶尔出现介质大量泄露, 泵房内浓烟四起, 若不及时进行控制措施, 极易发生火灾事故。高温的渣油喷溅到泵体和泵座上, 机泵周围经常遍地油污, 给生产和日常的维护工作带来极大的安全隐患。

改造后, 经过了近8000小时累计运行, 改善密封效果明显, 无明显的循环水结垢和介质泄漏情况, 设备密封泄漏周期明显延长 (安全运行4000小时无故障) , 同时也降低了机泵检修率, 保证了装置的安、稳、长、满、优运行, 为公司节约了大量的物料费用和降低了工人的劳动力。