加氢装置塔底热油泵波纹管密封结构改造.pdf

'第４５卷第５期石油化工设备Vol畅４５No畅５２０１６年９月PETRO‐CHEMICALEQUIPMENTSept．２０１６文章编号：１０００‐７４６６（２０１６）０５‐００８０‐０３①加氢装置塔底热油泵波纹管密封结构改造胡川（中国石化荆门分公司，湖北荆门４４８０３９）摘要：针对中国石化荆门分公司蜡油加氢装置塔底热油泵密封因结焦造成频繁泄漏的问题，分析了产生故障的原因，以低压蒸汽小流量缓慢吹扫波纹管和密封端面的方案，对离心泵密封进行改造。结果显示，改造后，从２０１１‐０８运行至今，密封运行稳定，运行参数达到设计值，提高了机械密封的使用周期。此法为波纹管密封在重油介质中易结焦问题的解决提供了新的途径，在同类工况设备中具有推广价值。关键词：加氢装置；塔底热油泵；机械密封；波纹管；结焦；改造中图分类号：TQ０５１．２１；TE９６４文献标志码：Bdoi：１０．３９６９／j．issn．１０００‐７４６６．２０１６．０５．０１８ModificationonBellowsSealofBottomsHeatOilPumpforHydrotreatingUnitHUChuan（SINOPECJingmenCompany，Jingmen４４８０３９，China）Abstract：ThesealofheatoilpumpintheVGOhydrotreatingunitofSINOPECJingmenCom‐panyleakedfrequentlyduetocoking．Throughscientificanalysisofthemechanicalsealfaultoftheheatoilpump，purgingbellowsandthesealingfaceinsmallflowwithlowpressuresteam，toimprovethecentrifugalpumpsealstructure．Theresultsshowthat，afterthestructuralmodifica‐tion，thesealrunningisstablesofarsinceAugust２０１１．Thismethodofsolvingthebellowssealinheavyoilmediumisanewwaytosolvetheproblem，andpossessesapplicationanddissemina‐tionvalueinsimilarconditiondevices．Keywords：hydrotreatingunit；bottomheatoilpump；mechanicalseals；bellows；coking；modi‐fication３中国石化荆门分公司联合三车间蜡油加氢装置为：介质为蜡油，体积流量１２２m／h，扬程２４０m，轴塔底热油泵P‐６／１的作用是将加氢蜡油输送出装功率１４２kW，转速２９５０r／min，效率５６％，允许气置，是蜡油加氢装置的关键动设备。该泵自２００９年蚀余量２．８m，质量１５００kg。安装运行后，密封泄漏故障频繁，经常造成工艺生产2故障现象及原因分析波动，这些故障是常见的高温重油介质型泵的密封［１‐５］难题。该泵的机械密封采用的是丹东克隆集团有限责任公司生产的DBM９０B‐１非集装式机械密封。由1塔底热油泵P‐6／1技术参数动环、静环、波纹管、隔离套、轴套、压盖、密封圈等组该公司蜡油加氢装置塔底热油泵P‐６／１的型号成，依靠波纹管的预紧力使静环与动环端面紧密贴１５０AYⅡ１５０×２B，沈阳化工泵制造厂生产，为AY合、高速旋转产生摩擦副，从而阻止介质向外泄漏。［６‐１０］型悬臂式２级离心式油泵。其主要技术性能参数其机械密封结构示意见图１。①收稿日期：２０１６‐０３‐２５作者简介：胡川（１９７２‐），男，四川达州人，工程师，从事炼油化工转动设备维修管理工作。 第５期胡川：加氢装置塔底热油泵波纹管密封结构改造·８１·该机械密封压盖部位无冷却水，只安装了一个改造后的机械密封图结构和安装总图见图３。［１１］自冲洗管线，以防止摩擦副部位结垢和堆积杂质并且带走摩擦副产生的热量。图１原机械密封结构示图根据多次泄漏后的检查结果，密封端面磨损并图３改造后机械密封结构示图不严重，其他密封元件均无磨损但波纹管内壁与隔3．2改造方案工作原理离套之间结垢严重，清理后重新安装使用，才能勉强机械密封和轴之间有壁厚为０．７０mm蒸汽隔离维持生产，但密封使用寿命不长。套，主要有以下两个作用。该设备所输送的介质为蜡油，温度在２４０℃左（１）密封正常泄漏标准内泄漏的蜡油，温度缓［１２］右。高温蜡油在旋转的摩擦副中温度继续升高，慢降低，逐渐堆积在波纹管内侧波谷中引起波纹一部分正常泄漏量的介质泄漏出摩擦副端面之后，管失去弹性。１５０～１６０℃的蒸汽经过节流阀调节温度降低出现结晶，在波纹管内径波谷处逐渐堆积后，由密封压盖蒸汽入口引进，进入波纹管密封和出结焦物和积碳，影响了波纹管的浮动性和弹性，进蒸汽隔离套之间，将从密封摩擦副泄漏的微量介而引起介质泄漏。因此，从拆检中的密封损坏现象质及时吹到隔离套和泵轴之间，并继续吹送到密可以判断，密封端面和波纹管内侧结焦是引发泄漏封压盖的蒸汽出口，经放空管线排放到指定回收的主要原因。容器，从而避免密封腔体内的结焦现象，以解决波3密封结构改造纹管内侧结焦物和积碳堆积影响波纹管弹性和浮［１３‐１５］动性的问题。3．1改造方案（２）由于介质的温度为２３０℃左右，蒸汽温度为通过分析确定该机械密封主要改造内容如下：１５０℃左右，还可以降低密封腔的温度，改善密封的（１）在密封压盖的上侧对应隔离套与静环底座［１６，１７］工作条件，从而延长密封寿命。部位重新加工１个进汽孔（或利用压盖上原有的冷却水入口孔）。3．3安装技术要求（２）在密封压盖的下侧对应隔离套的外侧开孔，（１）安装前要检查壳体端面相对主轴轴线垂直把密封腔的蒸汽引出去。公差小于０．０２mm，同时检查主轴径向跳动及转子（３）在密封压盖的外侧加工一个带有２个聚四轴向窜量。主轴径向跳动小于０．０２mm，轴向窜量氟乙烯材质密封垫的小压盖，阻止蒸汽轴向泄漏，见小于０．１０mm。清洗所有零件，O型圈上要涂一层很图２。薄的润滑脂。（２）先把静环组件、隔离套、辅助压盖、聚四氟乙烯密封垫等与密封压盖组装在一起。密封压缩量为５～６mm，可以用静环后面的密封垫片来调整。（３）动环安装在轴套上，必须在平台上用百分表检测动环与轴套中心的垂直度误差，该误差应不大于０．０１mm。（４）应检测轴承游隙是否符合标准，定位轴承的轴向膨胀间隙为０．０５～０．１０mm。（５）应复查其与泵轴的对中数据，轴向不大于图２改造后机械密封辅助压盖结构０．０５mm，径向不大于０．１０mm。 ·８２·石油化工设备２０１６年第４５卷3．4改造效果分析与解决措施［J］．液压气动与密封，２０１３（２）：９５‐９６．（MOCai‐song，ZHANGXiao‐qin，WUHai‐Zhi．该泵机械密封经过技术改造后，从２０１１‐０８‐２６FaultAnalysisandSolutionMeasuresoftheHeatOil运行至今，运行参数达到设计值，密封运行稳定，改PumpMechanicalSealfortheFractionatingColumn造效果良好。Bottom［J］．HydraulicsPneumatics&Seals，２０１３（２）：９５‐９６．）4结语［１０］许忠亮，陈月环，赵彩虹．热油泵高压端机械密封的改中国石化荆门分公司蜡油加氢P‐６／１塔底热油造［J］．石油化工设备技术，１９９９，２０（５）：６５‐６６．泵的密封改造，保证了设备的平稳运行，不但为企业（XUZhong‐liang，CHENYue‐huan，ZHAOCai‐带来良好的经济效益，还大幅降低了设备维护成本。hong．ReconstructionofMechanicalSealatHighPres‐该方法可为其他装置类似故障的机泵维修提供借鉴sureEndofHotOilPump［J］．Petro‐chemicalEquip‐mentTechnology，１９９９，２０（５）：６５‐６６．）和帮助。［１１］杨志伊．工业设备管理中的油液分析与状态监测［M］．北京：煤炭工业出版社，２００２．参考文献：（YANGZhi‐yi．OilAnalysisandConditionMonitoring［１］关醒凡．现代泵设计手册［M］．北京：中国宇航出版ofIndustrialEquipmentControl［M］．Beijing：Coal社，１９９５．IndustryPublishingHouse，２００２．）（GUANXing‐fan．ModernPumpDesignHandbook［１２］王云瑛，张湘亚．泵和压缩机［M］．北京：石油工业出版［M］．Beijing：ChinaAstronauticPublishingHouse，社，１９８７．１９９５．）（WANGYun‐ying，ZHANGXiang‐ya．Pumpsand［２］顾永泉．流体动密封［M］．北京：石油大学出版社，Compressors［M］．Beijing：PetroleumIndustryPress，１９９０．１９８７．）（GUYong‐quan．FluidDynamicSeal［M］．Beijing：［１３］杨军虎，郭斌，王玥，等．无过载离心泵设计参数与性能PetroleumUniversityPress，１９９０．）关系研究［J］．农用机械学报，２０１２，４３（１１）：１１９‐１２２，［３］李多民．流体机械密封技术［M］．北京：中国石化出版１２８．社，２００３．（YANGJun‐hu，GUOBin，WANGYue，etal．Study（LIDuo‐min．FluidMechanicalSealTechnology［M］．onDesignParametersandPerformanceRelationshipinBeijing：ChinaPetrochemicalPressCo．Ltd．，２００３．）Non‐overloadingCentrifugalPump［J］．Transactions［４］张克危．流体机械原理［M］．北京：机械工业出版社，oftheChineseSocietyforAgriculturalMachinery，２０００．２０１２，４３（１１）：１１９‐１２２，１２８．）（ZHANGKe‐wei．FluidMechanicalPrinciples［M］．［１４］许艳，臧润清，刘旭升．再循环重力供液制冷系统换热Beijing：ChinaMachinePress，２０００．）性能可视化研究［J］．流体机械，２０１３，４１（３）：６３‐６７．［５］廖伯琦．机械故障诊断基础［M］．北京：冶金工业出版（XUYan，ZANGRun‐qing，LIUXu‐sheng．Visual‐社，２００２．izationStudyonHeatExchangePerformanceofRecy‐（LIAOBo‐qi．MechanicalFaultDiagnosisBasis［M］．clingGravityFeedingRefrigerationSystem［J］．FluidBeijing：MetallurgicalIndustryPress，２００２．）Machinery，２０１３，４１（３）：６３‐６７．）［６］谢里阳．现代机械设计手册［M］．北京：化学工业出版［１５］陶文铨．数值传热学［M］．西安：西安交通大学出版社，社，２０１１．２００５．（XIELi‐yang．HandbookofModernMechanicalDesign（TAOWen‐quan．NumericalHeatTransfer［M］．Xi’［M］．Beijing：ChemicalIndustryPress，２０１１．）an：Xi’anJiaotongUniversityPress，２００５．）［７］朱文予．机械可靠性设计［M］．上海：上海交通大学出［１６］郭烈锦．两相与多相流动力学［M］．西安：西安交通大版社，１９９２．学出版社，２００２：５０４‐５０８．（ZHUWen‐yu．MechanicalReliabilityDesign［M］．（GUOLie‐jin．Two‐phaseandMultiphaseFlowMe‐Shanghai：ShanghaiJiaotongUniversityPress，１９９２．）chanics［M］．Xi’an：Xi’anJiaotongUniversityPress，［８］陈海燕，陈继明．炼化装置热油泵机械密封改造［J］．２００２：５０４‐５０８．）流体机械，２０１３，４１（７）：４４‐４８．［１７］沈维道．工程热力学［M］．北京：高等教育出版社，（CHENHai‐yan，CHENJi‐ming．RetrofitoftheHot２００７．OilPumpMechanicalSealinginRefineryandPetro‐（SHENWei‐dao．EngineeringThermodynamics［M］．chemicalProcessUnits［J］．FluidMachinery，２０１３，４１Beijing：HigherEducationPress，２００７．）（７）：４４‐４８．）（杜编）［９］莫才颂，张小勤，吴海智．分馏塔底热油泵机械密封故障'