熱再生塔回流泵機械密封的失效分析及優化改造

張仁慶，李元生，張文才

（中天合創能源有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017399）

某1.37×106t/a 煤制烯烴化工企業的低溫甲醇洗裝置使用的熱再生塔回流泵，自2016 年9 月裝置投產至2018 年8 月兩年時間里，該泵在運行過程中機械密封頻繁發生泄漏，嚴重影響了設備的長周期運行。經分析討論后將該泵機封形式優化改造為干氣密封，改造后的密封運行穩定性顯著提高，保證了該設備的長周期穩定運行。

1 運行工況及介質組分

低溫甲醇洗裝置中熱再生塔的主要工藝作用是通過塔底再沸器的加熱，將塔內含硫富甲醇中的酸性氣體蒸餾提取，提取的氣態介質組分主要為氣相CH3OH（75.13%）、CO2（13.23%）、H2S（10.33%）和少量COS（0.41%）。為向硫磺裝置輸送合格的克勞斯氣且回收甲醇組分，需對介質進行多次換熱冷卻和氣液分離，首次冷卻下來的液相富含硫化氫甲醇作為回流，由回流泵送回至熱再生塔（如圖1 所示）。

熱再生塔回流泵輸送的介質為富硫甲醇，介質溫度為40℃，入口壓力為0.25 MPa，出口壓力為0.75 MPa，介質組分的工藝設計理論值如表1 所示，其中甲醇中H2S 含量的理論正常值為1.84%（摩爾分數）。

2 改造前的機械密封

2.1 結構原理

該泵為單級、臥式懸臂式離心泵（執行標準API 610），密封形式為集裝串聯式多彈簧機械密封（執行標準GB 6556），采用的沖洗方案為Plan 11+52。

圖1 熱再生塔回流泵的工藝流程簡圖Fig.1 The process flow diagram of pump returning to heat regenerator

表1 輸送介質的理論值Table 1 The oretical value of composition of the medium transported

如圖2 所示，靠近介質側的一級密封采用Plan 11 沖洗方案，沖洗液引自泵出口，自圖2 中31 處的沖洗孔進入并流向泵體內部，該處動環（材質為……