多級離心泵機械密封連續泄漏研究

蔣建國 李躍杰 吉喆（中石化廣元天然氣凈化有限公司，四川廣元628400）

多級離心泵機械密封連續泄漏研究

蔣建國 李躍杰 吉喆（中石化廣元天然氣凈化有限公司，四川廣元628400）

元壩天然氣凈化廠天然氣凈化裝置尾氣吸收單元關鍵設備尾氣吸收塔底泵P-402自2014年試車投產起，多次出現設備機械密封裝置泄漏問題。通過對設備結構參數研究、過濾器選型、操作規程調整、機械密封改造，并經過長期運行試驗后，成功解決設備機械密封泄漏問題，保證了裝置安全、穩定運行。

機械密封；泄漏；問題處理

元壩凈化廠是中國石化第二大高含硫天然氣處理廠，年處理酸性氣40億立方，外輸產品氣32億立方，2014年12月10日元壩凈化廠第二聯合裝置一次試車投產成功，標志著“川氣東送”工程實現進一步跨越。

尾氣吸收塔底泵P-402是元壩凈化廠天然氣脫硫裝置尾氣處理單元關鍵核心設備，主要作用是將尾氣單元脫硫溶劑輸送至脫硫塔進行重復利用。設備采用多級筒袋式結構，設計流量214 m3/h，處理介質為半富胺液，介質溫度37℃。設備軸封裝置采用集裝式雙端密封機械密封，輔助密封為0.24Mpa氮氣密封系統。下表為設備主要參數。

1 尾氣吸收塔底泵P-402機械密封運行情況說明

元壩凈化廠四套天然氣處理裝置，每套裝置共2臺尾氣吸收塔底泵(P-402)，自2014年12月四套聯合相繼投用以來，陸續出現機封泄漏。我們通過對典型設備130-P-402B進行分析研究，前期維修后設備投用不超過30天，泄漏量增大至5L/天，下圖為2016年該設備兩次維修后投用機封泄漏趨勢圖。

圖1.2016 年5月130-P-402B投用后泄漏量

圖2.2016 年7月130-P-402B投用后泄漏量

2 設備機械密封泄漏分析

該型號設備主要存在的問題是設備投用后，經過短期運行，介質從機械密封處泄漏。技術人員對設備機封進行解體檢查后，發現機械密封動靜摩擦副無明顯凹凸點、熱損傷、雜質。故判斷可能存在的問題：1.機械密封動靜環端面比、彈簧比壓不合適、2.氮氣密封壓力不當、3.運行操作波動大[1]。

3 機封問題處理及投用效果

3.1 機械密封端面比、彈簧比壓計算

對機械密封端面比、彈簧比壓進行重新計算，選取適合的端面比、彈簧比壓，從而對機械密封端面貼合進行調整。

表1 改造參數

3.2 氮氣密封壓力調整

設備前期運行時，氮氣密封入口壓力設定值為0.24Mpa，由于對機械密封端面比、彈簧壓比進行了調整，通過計算得出，彈簧比壓在0.18Mpa，所以將氮氣入口壓力降低至0.2Mpa運行。

3.3 工藝操作優化

由公式彈簧比壓Pt=F彈/S=212N/1.9291*10-3m2= 0.110Mpa，當該值偏小，當出現液體壓力波動，設備振動時，有影響端面貼合的可能?？紤]到該設備為尾氣單元關鍵設備，設備流量較大，正常運行在160t/h左右，且介質側需定期清理，在操作過程中若出現較大波動會對設備機械密封貼合產生一定影響。故對設備操作進行一定調整[3]。

Ⅰ）該型設備啟泵前最先回流閥位設定開度40%；Ⅱ）啟動設備后，該設備最小回流線流量控制在90t/h±5t/h以內；Ⅲ）設備切換時，操作人員需控制待切換泵最先回流線流量在90t/ h±5t/h。通過對設備氮氣密封壓力重新調整、以及工藝操作優化，2016年12月10日起，130-P-402B自投用以來設備運行良好，機械密封泄漏一直處于良好水平，低于0.5L/天。

3.4 投用效果

4 結語

綜上所述，元壩凈化廠多級泵P-402機械密封泄漏主要是由于設備本體機械密封端面比、氮氣密封壓力以及工藝操作的不完善造成。經過半年多的整改和運行，該設備泄漏問題已得到解決。設備的良好運行，節約了檢修維護費用，降低了生產成本，減少了胺液泄漏對環境的污染，經濟效益顯著。

[1]顧勇全，機械密封技術[M].北京.機械工業出版社，2001.

[2]API682第一版離心泵與回轉泵軸封系統，1994.