某石化炼油厂柴油中压加氢装置设计年产量达百万吨级,该装置原设计配置循环泵2台,生产时保持"一用一备"运行。为满足欧洲二号燃料标准,装置进行了升级改造。然而改造后,循环泵频繁出现密封泄漏问题,装置陷入"一台运行、一台抢修"的被动局面,不仅大幅增加了检修成本,更严重威胁装置的安全稳定运行。
一、循环泵密封泄漏成因分析
1. 基础工况参数
循环泵为离心泵,轴封采用单端面机械密封,密封冲洗方案为PAN-21。泵送介质为柴油,正常运行时出口压力2 MPa,运行温度300 ℃。
2. 泄漏原因排查
(1) 初步排查
现场检测发现,密封油冷器循环水汽化严重,导致冷却水管道内径扩大,冷却效果明显下降。为此,将密封冲洗方案调整为PAN-23——通过密封腔推进环喷射冲洗液,经冷却器冷却后回流至摩擦副,并在冲洗管路加装限流孔板以强化降温。改造后冲洗液温度显著降低,但泄漏率未见改善,问题根源未触及。
(2) 深度检测
停泵拆解检查发现,泄漏路径为介质沿轴与轴套间隙外泄,确认静密封点失效是轴端泄漏的直接原因。进一步检查发现:机械密封的动环、静环密封面完好无损,无磨损痕迹;但轴套与叶轮之间的密封垫片已完全失效。
(3) 根本原因分析
将原聚四氟乙烯垫片更换为紫铜垫片后,泄漏率有所下降,但仍未根除。通过结构分析揭示,原密封结构存在设计缺陷:密封垫片安装于轴套端面,依赖叶轮背帽紧固实现预紧密封。在300 ℃高温工况下,轴系各部件(轴、轴套、叶轮)热膨胀系数差异显著,垫片无法提供工况所需的持续补偿能力,zui终导致点位泄漏。
二、综合处理措施
针对上述问题,采用"结构改进+冲洗方案优化"的综合策略:
1. 密封结构改进
在原有轴密封基础上,新增轴套内部密封点,构建"轴密封+轴套内部密封"的双重密封结构,彻底阻断轴间泄漏路径;同时优化轴套内部结构,提升热变形补偿能力。
2. 冲洗方案调整
将冲洗方案从PAN-23恢复为PAN-21,优化密封油循环路径,确保摩擦副产生的热量被快速带走,维持密封面温度稳定。
3. 部件材质升级
将轴套与叶轮之间的密封垫片更换为耐高温、高弹性的金属包覆垫片,显著提升其热变形补偿能力与密封可靠性。
三、改造效果
经上述综合改造后,循环泵密封泄漏率降至行业允许标准(≤5 mL/h)以下,装置恢复"一用一备"的正常运行模式,实现长周期连续稳定运行。
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