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凸轮转子泵机械密封泄漏原因分析与处理

发布时间:2019-06-06 14:49 分享:

中国石油大庆炼化分公司石油磺酸盐装置是通过使用凸轮转子泵实现磺酸盐产品的循环混合及介质输送的。由于对产品性质认识不足以及工艺操作的不合理,使得转子泵机械密封频繁漏料,导致上游生产工序无法连续进行,严重阻碍了正常生产。

石油磺酸盐是多种烃磺化产物的混合物,它们都是由天然石油馏分或化工反应所得高碳烃副产物经磺化反应、中和反应得到的,由于不同原料油芳烃含量、分子结构平均分子量不同,所以生产的石油磺酸盐性质也不同,需要的配套设备也有差别。针对所产的石油磺酸盐产品黏度较大的特点,参照同类装置的设备使用情况,中国石油大庆炼化分公司选择凸轮转子泵进行物料输送。

凸轮转子泵工作原理类似于齿轮泵。凸轮转子泵两个同步运转的转子由齿轮箱内一对同步齿轮传动,转子在主、副轴的带动下,进行同步反方向旋转,使转子泵的容积产生变化,从而构成了较高的真空度和排放压力,适合腐蚀性、高黏度介质的输送。

转子泵的密封为外装静止式,材质为陶瓷+石墨+丁腈橡胶。将转子泵拆解检查并安装后,用原料油进行同等操作压力、常温条件下试运行,未发现异常现象,决定正式投入使用。正常生产过程中,两台转子泵分别负责成品介质输送和成品循环混合。其中,对循环转子泵实施24h运行操作,输送转子泵则根据装车需要进行间歇的启、停转子泵操作。

转子泵泄漏分析与处理

1.转子泵泄漏部位。在装置开工投入使用不久,两台转子泵均发生介质渗漏现象。对机转子泵人口过滤器以及机械密封进行拆解检查发现,人口过滤器完好,过滤器与转子泵壳内的介质都比较干净,不存在焊渣、碎屑等杂质;检查密封圈发现,两台转子泵的动、静环密封圈均有一定损坏,动环圈损坏较明显;机械密封摩擦副表面也有一定磨损。

2.转子泵泄漏的原因分析。两台转子泵开工运行时间较短,均未发现异常声响,机械部分不应存在问题。根据以往经验判断,认为导致机械密封发生泄漏可能原因是过滤器损坏,使介质中的杂质进入摩擦面导致密封失效;操作温度变化导致密封件损坏;原料油介质与成品介质存在性质差异使密封件受到损坏。

结合拆解检查结果可知,成品介质的操作温度或腐蚀性会影响密封圈的使用功能,可能导致密封失效;间歇使用的操作形式对摩擦副的损坏可能有不良影响。

3.处理措施。为了确保转子泵密封的完全适应,选用全包覆FEPO型圈,包覆密封圈将橡胶的弹性和密封性与PTFE的耐化学性有机结合起来,它是由一个硅胶或viton胶制的内芯和相对较薄的FEP外覆组合而成,这种橡胶Teflon密封圈具有优异的耐化学性能,同时耐温可达到200℃,包覆加工后具有橡胶的良好弹性,同时又有优良的耐温、耐磨蚀性能

因为生产现场操作条件无法增设冲洗装置以阻止固体粒子进入密封面,也不能确保充分良好的吹扫条件,所以选择碳化硅一碳化硅的摩擦副材料更为适宜。

由于较低温度会使部分介质黏度极大幅度提高,间歇式的运行机转子泵因频繁启停容易使摩擦副之间介质与工作腔内介质因较大黏度差异而导致密封膜状态的稳定性受到影响。针对这一情况,对转子泵头实施伴热保温措施;同时在启停间隔时间较长的情况下,采取入口管线机转子泵头蒸汽预热的方法,改善机转子泵的使用条件,使机械密封渗漏故障排除。

4.实施效果。将改进的机械密封分别安装在成品输送转子泵和成品循环转子泵上进行现场运转试验。经过几天的连续运行表明,改进后的密封在两台机转子泵上使用正常,无泄漏情况发生。凸轮式转子泵因使用寿命长、清洗方便、性能可靠、高效节能而被广泛使用。笔者就正确使用与维修凸轮转子泵提出以下应注意问题。

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