催化裂化裝置高危機(jī)泵的改造

高燕清，樸澤林，周柏成，王威威

（1.中國(guó)石油吉林石化公司煉油廠,吉林吉林 132002；2.中糧生化能源（公主嶺）有限公司，吉林公主嶺 136100）

0 引言

在催化裂化裝置生產(chǎn)過(guò)程中離心泵的運(yùn)行好壞是確保裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)的關(guān)鍵。近些年隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，技術(shù)水平的不斷提高及新材料、新技術(shù)在煉油行業(yè)的廣泛應(yīng)用給機(jī)泵的平穩(wěn)運(yùn)行提供了有力的保障。通過(guò)對(duì)高危機(jī)泵進(jìn)行改造，大大降低了關(guān)鍵機(jī)泵由于機(jī)械密封原因造成的設(shè)備損壞給裝置安全生產(chǎn)帶來(lái)的不利影響，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的本質(zhì)安全。

針對(duì)重油催化裂化裝置高危機(jī)泵在改造后的運(yùn)行情況來(lái)看，良好的運(yùn)行工況對(duì)機(jī)械密封使用壽命起到了決定作用，2011年裝置對(duì)第一批高危機(jī)泵油漿泵和回?zé)捰捅眠M(jìn)行改造至今未發(fā)生一起由于機(jī)械密封原因產(chǎn)生的突發(fā)性泄漏。在隨后的一年時(shí)間里為徹底消除機(jī)泵隱患，車(chē)間按照中油的關(guān)于加強(qiáng)高危機(jī)泵改造的相關(guān)要求對(duì)裝置所有屬于高危機(jī)泵的設(shè)備進(jìn)行了集中改造，改造后運(yùn)行情況良好實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的本質(zhì)安全。

1 高危機(jī)泵定義

高危機(jī)泵按照中油標(biāo)準(zhǔn)分為高溫?zé)嵊皖?lèi)、輕烴類(lèi)和有毒有害類(lèi)。高溫?zé)嵊皖?lèi)高危機(jī)泵輸送介質(zhì)最高運(yùn)行溫度≥自燃點(diǎn)或介質(zhì)溫度＞200℃，例如油漿泵、回?zé)捰捅玫取］p烴類(lèi)高危機(jī)泵輸送介質(zhì)為大氣壓力下非常容易揮發(fā)的烴類(lèi)物質(zhì)，一般指C5或更輕的烴類(lèi)物質(zhì)的單體或其混合物，例如穩(wěn)定塔頂回流泵、凝縮油泵等。有毒有害類(lèi)是在其生產(chǎn)、使用或處置的任何階段，都具有對(duì)人、其他生物或環(huán)境造成潛在危害特性的物質(zhì)，例如催化裝置的酸性水管道泵等。

2 高危機(jī)泵概況

吉林石化公司煉油廠Ⅱ催化裂化裝置（70萬(wàn)t/a）于1990年10月投入生產(chǎn)，2011年窗口短停檢修過(guò)程中，對(duì)油漿泵、回?zé)捰捅谩⒎€(wěn)定塔頂回流泵進(jìn)行高危機(jī)泵改造，2012年對(duì)其余高危機(jī)泵進(jìn)行改造，改造后高危機(jī)泵機(jī)封泄漏率大大降低。根據(jù)日常維護(hù)統(tǒng)計(jì)（以油漿泵為例），改造后的油漿泵串級(jí)密封實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行3 a。高危機(jī)泵改造后密封形式分為雙端面機(jī)械密封和干氣密封兩種，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行中各機(jī)泵的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造，沖洗方案主要有PLAN53A+32（圖1），PLAN53B，PLAN52+11和 PLAN72+PLAN76+11（圖2），見(jiàn)表1。目前干氣密封采用的氣源介質(zhì)是氮?dú)猓p端面機(jī)械密封隔離液罐內(nèi)介質(zhì)為10#工業(yè)白油。

3 改造措施

3.1 高危機(jī)泵二級(jí)密封微漏隔離液

高危機(jī)泵改造過(guò)程中，串級(jí)密封隔離液罐內(nèi)密封液采用KTP46汽輪機(jī)油與循環(huán)水進(jìn)行換熱以降低二級(jí)密封端面溫度。實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)二級(jí)密封存在微漏隔離液現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后泄漏量有擴(kuò)大趨勢(shì)。對(duì)串級(jí)密封罐內(nèi)隔離液警醒油液分析發(fā)現(xiàn)，目前采用的KTP46汽輪機(jī)油含添加劑較多，成分較復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中其導(dǎo)熱性及理化性能影響密封的使用，造成端面滲漏隔離液。通過(guò)與油品供應(yīng)商的溝通及對(duì)油品理化性能的了解后決定將KTP46汽輪機(jī)油更換為10#工業(yè)白油，更換后泄漏量明顯下降。在日常維護(hù)中發(fā)現(xiàn)，10#工業(yè)白油的導(dǎo)熱性能較好，能在一定程度上降低密封的工作環(huán)境溫度，并且機(jī)封在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后泄漏量較之前采用的KTP46汽輪機(jī)油有明顯的下降，并且泄漏量沒(méi)有明顯擴(kuò)大趨勢(shì)，從根本上解決了二級(jí)密封端面泄漏給機(jī)封造成的隱患。10#工業(yè)白油與KTP46汽輪機(jī)油理化指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表2。

圖1 高危機(jī)泵沖洗方案（PLAN53A+32）

圖2 干氣密封方案（PLAN72+PLAN76+11）

3.2 改善高危機(jī)泵密封腔運(yùn)行環(huán)境

為防止機(jī)封內(nèi)部補(bǔ)償原件處結(jié)垢及雜質(zhì)進(jìn)入密封腔造成機(jī)封泄漏，引入沖洗介質(zhì)為密封提供良好的工作環(huán)境，提高機(jī)械密封的使用壽命。催化裂化裝置高溫?zé)嵊捅么蠖嗖捎帽容^干凈的輕柴油作為沖洗液，投用過(guò)程中應(yīng)控制沖洗液的溫度、壓力和流量。為了更好地控制外沖洗液的流量，在進(jìn)入密封的沖洗管線上增加壓力指示、流量顯示，防止沖洗液投用過(guò)程中引起機(jī)泵抽空。此外，為防止沖洗液進(jìn)入雜質(zhì)，在總管上增設(shè)過(guò)濾器，確保沖洗液的清潔。正常生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)泵備用時(shí)，外沖洗液處于投用狀態(tài)，密封腔處于良好的工作環(huán)境中，防止介質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間不流動(dòng)導(dǎo)致密封腔介結(jié)，引起機(jī)封的泄漏。日常的維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，冷油泵（輕質(zhì)油泵）大多采用自沖洗（從泵出口引出管線到機(jī)封的密封腔做沖洗液）。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于自沖洗介質(zhì)清潔度達(dá)不到要求，嚴(yán)重影響了高危機(jī)泵密封的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)此改良沖洗方案，在沖洗管線上增加過(guò)濾器后，問(wèn)題得到徹底解決。

表1 催化裂化裝置高危機(jī)機(jī)械密封沖洗方案

表2 潤(rùn)滑油油品指標(biāo)分析對(duì)照表

3.3 高危機(jī)泵報(bào)警聯(lián)鎖的投用

為更好地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)高危機(jī)泵串級(jí)密封進(jìn)行監(jiān)控，改造過(guò)程中在串級(jí)密封隔離液罐增設(shè)高低液位報(bào)警和壓力報(bào)警。根據(jù)各高危機(jī)泵運(yùn)行參數(shù)合理選擇壓力報(bào)警值。高危機(jī)泵采用0.8 MPa氮?dú)庾鳛闅庠矗捎诟呶C(jī)泵各泵腔的壓力不同，在氣源管線各分支安裝減壓閥調(diào)整氮?dú)膺M(jìn)入隔離液罐的壓力，壓力報(bào)警值通常設(shè)定在比罐壓力高0.1 MPa或低0.1 MPa（針對(duì)不同的沖洗方案）。例如Ⅱ催化油漿泵出口壓力1.1 MPa，隔離液罐減壓后的氣源壓力0.4 MPa，壓力報(bào)警值設(shè)定0.3 MPa，串級(jí)密封發(fā)生泄漏時(shí)會(huì)觸發(fā)低液位及壓力報(bào)警，監(jiān)控人員能迅速采取措施切換泄漏機(jī)泵，確保不發(fā)生大的事故。

干氣密封機(jī)泵現(xiàn)場(chǎng)氣源為氮?dú)猓ㄟ^(guò)減壓閥控制氣源入密封壓力0.3 MPa左右，控制干氣密封流量（0.5～0.8）m3/h，泄漏的氮?dú)馀欧诺交鹁嫦到y(tǒng)，監(jiān)測(cè)手段采取放火炬壓力高報(bào)警。

4 改造效果

催化裂化裝置高危機(jī)泵改造后，各關(guān)鍵機(jī)泵密封運(yùn)行情況穩(wěn)定，較改造前密封的泄漏率明顯下降，降低了機(jī)泵的故障率，給催化裂化裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械密封的長(zhǎng)周期運(yùn)行。