多級離心輕烴泵密封形式的改進

周選民，賀訓育，欒進國，艾麗曼

（中油股份獨山子石化分公司研究院，新疆 獨山子 833699）

某公司多級離心式輕烴泵密封裝置原設計為填料密封和機械密封兩種形式，裝置開工時使用填料密封，由于輕烴介質自身的特點，密封效果很不理想。據統計安裝一次填料最長可運行21天，最短只運行l天。所以，某年大檢修對輕烴泵的密封進行了改造，將填料密封改為機械密封。改造后密封失效率大幅度降低，如B-101/b 65YⅡ-50×6機械密封運行了8個月還在使用，B-208/b DY-25×5機械密封由于間歇使用開停也運行了3個月，從使用效果可以看出，改造還是成功的。

1 填料密封的失效分析

某裝置二臺泵的工作條件見表1。

其壓蓋填料密封結構如圖1所示。所用填料為夾心編結石棉盤根，封液為潤滑油。

圖1 壓蓋填料密封結構

這種結構壓蓋填料的壓緊力沿軸向分布不均勻，靠近壓蓋的壓緊力最大，遠離壓蓋的壓緊力逐漸減小，因此盤根磨損不均勻，靠近壓蓋處的盤根易損壞，這種損壞主要表現在高溫下盤根中有機物及結晶水分解、磁化、揮發，造成失重，產生滲漏的縫隙，致使填料密封失效。

從介質的角度來說，輕烴介質具有飽和蒸汽壓高、滲透性強、潤滑性差、易汽化及結霜等特點，能促使石棉盤根更快失效，因為填料內部滲漏是填料密封不好的主要原因，如各種纖維編結的填料，纖維間存在微觀間隙，成為細小的毛細管，介質因此滲漏出來，這時即使加大填料的壓緊力往往也無法獲得良好的密封反而增加填料的摩擦力。扭轉作用對填料密封也有很大的影響，采用轉動軸時，軸的扭轉是常見的。軸的徑向跳動、撓曲、偏斜和一定值的偏心度都會引起振動效應，通常稱為軸的扭轉。軸的扭轉在軸的填料處會造成較大間隙。為了說明軸的扭轉對密封效果的影響，如泵101/b以2950r/min的轉速運轉，沿徑向產生0．003mm的扭轉，軸每轉一次就使填料內徑加大0．006mm。該軸每分鐘拍打填料2950次，顯然在這惡劣的條件下是很難有何種填料的材料能與軸的表面維持穩定接觸的。

2 機械密封使用情況

由于填料密封更換頻繁，泄漏量大，常常影響生產，污染環境。為了減少物料損失，提高生產率，防止環境污染，著手填料密封改造。

液態烴泵65YⅡ-506設計為GY-60機械密封，DYII 6-25×5設計為PV1d-45機械密封，由于公司不再訂購這兩種形式的密封，所以選用了109WMK5-60和109WMK5-45機械密封，平衡系數都取20%。

DYⅡ6-25×5泵選用109WMK5-45機械密封后，密封腔位置不夠，為了解決這個問題，在壓蓋大端加了一個l5mm的短接，解決了這個問題，如圖2所示。

考慮到沖洗作為機械密封的組成部分，使用了自沖洗，可以肯定，自沖洗在液態烴泵機械密封比較長的運行過程中，起了極其重要的作用，自沖洗除了起潤滑、冷卻和密封作用外，更重要的是保證了密封在一個穩定的條件下工作，而這一穩定的工作條件是機械密封長周期、安全、穩定過程的條件。

表1 兩臺泵工作條件

圖2

氣體分餾液態烴泵填料密封改為機械密封后，使用周期大大延長，改造前，裝一次填料最多可運行20天，最短僅運行1天，經改造后，B-10/b泵安裝的一套機械密封運行了8個月還沒有失效，B-208/b泵所裝的機械密封也已運行了3個月，可見，機械密封在液態烴泵上使用比填料密封要好得多。

為了確定端面比壓這一重要參數，我們參考了兄弟廠家的一些資料，結合本廠的一些實際經驗，在大致的幾個范圍內選取了幾組數據進行試驗。經過反復多次的實際應用，得出結論，B-10/b用機械密封的端面比壓在 0．26～0．35MPa之間，B-208/b用機械密封的端面在0．24～0．31MPa之間。高于此范圍，運轉中產生的熱量過高，密封壽命易縮短；低于此范圍，密封性能不易保證，易泄漏，因此都不能滿足生產的需要。

3 經濟效益分析

將填料密封改為機械密封，延長了密封的使用周期，降低了泄漏量，減少了檢修次數，這對裝置的長周期，安全，穩定的生產具有重要的意義。

密封使用周期由原來20天延長到現在的3～8個月，減少了檢修次數，大大節約了人力、物力、財力。泄漏量的大大下降，既節約了物料，又對安全、環境保護起到了重要作用，取得的效益也是顯著的。