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| 首頁(yè) 關(guān)于遠(yuǎn)東 產(chǎn)品目錄 銷售網(wǎng)絡(luò) 生產(chǎn)設(shè)備 技術(shù)支持 公司資質(zhì) 聯(lián)系我們 渣油泵機(jī)械密封失效分析及技術(shù)改進(jìn)
乙烯裝置渣油泵是裂解燃料油氣提塔的塔底外送泵，它將經(jīng)柴油組分混合的渣油液輸送到成品罐區(qū)。該泵在實(shí)際運(yùn)行中，頻繁發(fā)生泄漏，機(jī)械密封在安裝運(yùn)行一周左右開(kāi)始微漏， 1 ～ 2 個(gè)月內(nèi)泄漏量增大，無(wú)法繼續(xù)使用。嚴(yán)重影響了裝置的環(huán)保達(dá)標(biāo)和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。 1 基本情況： 該渣油泵為單吸懸臂臥式離心泵，主要技術(shù)參數(shù)如下表： 介質(zhì) 介質(zhì)溫度 介質(zhì)粘度 流量 揚(yáng)程 吸入 / 排出壓力 軸功率 電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) 渣油 170 ℃ 7.15mm2/s 8.9m3 /h 76m 0.091MPa/0.785MPa 15KW 2950r/m 其損壞情況如下： （ 1 ）動(dòng)環(huán)和動(dòng)環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞 （ 2 ）動(dòng)環(huán)和靜環(huán)有環(huán)狀磨損痕跡 （ 3 ）密封腔內(nèi)有粘稠狀聚合物、焦?fàn)铑w粒等雜質(zhì) （ 4 ）彈簧銹蝕嚴(yán)重，被雜質(zhì)和聚合物卡澀，彈性不足 2 失效分析： 一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失效、材料與介質(zhì)不相容，以及制造和安裝問(wèn)題等。端面比壓是機(jī)械密封的重要性能參數(shù)，端面比壓要在設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)（內(nèi)裝式機(jī)械密封一般為 0.4 MPa ～ 0.7 MPa ） , 以保證機(jī)械密封端面良好配合，使密封面間形成有效液膜。 端面比壓的計(jì)算公式為： Pb ＝ Pt ＋ Pp － Pm Pb ＝ Pt ＋（ K-λ ） P 其中 : d2 ＝ 72mm d1 ＝ 37mm d2 ＝ 34mm 彈簧比壓 Pt ＝ Ft （彈簧力）／［ π ／ 4 （ d22 － d02 ）］＝ 0.45MPa( 廠家設(shè)計(jì)值 ) 載荷系數(shù) K ＝（ d22 － d02 ）／（ d22 － d12 ）＝ 1.056 膜壓系數(shù) λ=0.742 密封腔內(nèi)介質(zhì)壓力 P ＝ ( 入口壓力 + 出口壓力 )/2=0.438MPa 可以計(jì)算出原 8B1-P 型機(jī)械密封端面比壓 Pb 為 0.586 MPa, 是符合設(shè)計(jì)規(guī)范的 , 在正常工作條件下是能夠滿足生產(chǎn)要求的。這和實(shí)際情況相吻合 , 在使用初期機(jī)械密封并不泄漏 , 那導(dǎo)致其失效的原因又是什么呢 ? 這就必須從機(jī)械密封的工作環(huán)境入手 , 進(jìn)行綜合分析。 E-GA103 泵沖洗液來(lái)自該泵出口，經(jīng)過(guò)濾器后注入 E-GA103 泵。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于渣油粘度比較大，流動(dòng)性差，并且渣油介質(zhì)中含有粒狀和粉沫狀結(jié)焦物，在摩擦副周圍不可避免地存在著結(jié)焦物，這對(duì)摩擦副的危害相當(dāng)大。通過(guò)對(duì)沖洗系統(tǒng)徹底檢查，發(fā)現(xiàn)沖洗液管嚴(yán)重結(jié)焦阻塞。由于該泵處于氣提塔底部，管道和設(shè)備的銹蝕物以及雜質(zhì)和重組份聚合物都沉積在塔底 , 進(jìn)入泵體內(nèi)的渣油含有大量的雜質(zhì)和聚合物，同時(shí)由于沖洗量不足，使這些雜質(zhì)和聚合物不可避免地沉積于密封腔內(nèi)，造成使動(dòng)環(huán)和動(dòng)環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞，導(dǎo)致動(dòng)環(huán)在軸向的動(dòng)作不靈活甚至被卡死，彈簧被卡澀，不能提供原設(shè)計(jì) 0.586MPa 的端面比壓，導(dǎo)致密封面不能良好地貼和 , 液膜平衡被破壞 , 這時(shí)密封就會(huì)出現(xiàn)微漏，隨著聚合物和雜質(zhì)顆粒進(jìn)入摩擦副端面，密封面逐漸被磨損，再加上動(dòng)環(huán)軸向補(bǔ)償不靈，造成密封泄漏量增加，最終導(dǎo)致密封徹底失效。 3 改進(jìn)措施 根據(jù)密封的失效原因，我們有針對(duì)性地從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了技術(shù)改造： 3.1 改變密封結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)渣油泵的具體工況條件，我們選用了艾志 318 型卡式單端面機(jī)械密封（集裝式），其主要特點(diǎn)如下 : l 通過(guò)自動(dòng)鎖緊環(huán)實(shí)現(xiàn)精確定心。 可調(diào)節(jié)式壓蓋可直接配合常用螺栓使用 , 集裝式結(jié)構(gòu)安裝方便。 l l 彈簧位于輔助密封圈外側(cè)，與介質(zhì)完全隔開(kāi)，避免了彈簧的卡澀。 l 動(dòng)環(huán)采用的是整體浮動(dòng)式非鑲嵌，靜環(huán)是通過(guò)計(jì)算機(jī)分析，設(shè)計(jì)的 Z 形，其優(yōu)點(diǎn)是散熱好，熱量不宜積聚。 3.2 用柴油組分作沖洗液 由于渣油組分過(guò)重并含有較多的雜質(zhì)和聚合物，使沖洗管線堵死而造成機(jī)械密封損壞，所以必須選用合適的沖洗液。按照乙烯工藝流程， E-DA103 塔內(nèi)的混合柴油組分將與渣油混合，生成最終產(chǎn)品，我們認(rèn)為用混合柴油作為沖洗液比較合適，原因如下： (1) 混合柴油組分清潔，并與渣油相容性好。 (2) 混合柴油組分的壓力和溫度都適合渣油泵工況。混合柴油組分為 300 ℃ 以上的餾分，而渣油的工作溫度為 170 ℃ ，混合柴油作沖洗液不會(huì)汽化，有效地避免了泵的汽蝕。 E-DA103 的塔底循環(huán)泵 E-GA105 泵出口壓力為 0.54MPa, 出口溫度 80 ℃ 。 E-GA103 泵其密封腔中的壓力可由以下公式估算 : P ＝ ( 入口壓力 + 出口壓力 )/2=0.438MPa 沖洗液壓力比密封腔中的壓力大 0.1 MPa 左右 , 是非常合適的 , 直接從 E-GA105 泵出口引入密封腔即可。 3 用混合柴油組分作沖洗液是最經(jīng)濟(jì)的，幾乎沒(méi)用增加任何投入，因?yàn)檫@部分柴油組分最終還是要與渣油混合。 E-GA103 兩臺(tái)泵自 2001 年 1 月開(kāi)始使用卡式機(jī)械密封，從現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看密封效果非常好，運(yùn)行至今仍沒(méi)有任何泄漏跡象，使用壽命達(dá)到了 2 年以上。原 8B1-P 機(jī)封每套價(jià)格為 960 元，卡式機(jī)械密封每套 2500 元 , 兩年內(nèi)僅機(jī)封備件費(fèi)就節(jié)約 1 萬(wàn)余元，通過(guò)去除密封沖洗 , 提高了泵的有效流量 , 經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。 4 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)對(duì)渣油泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的改造，并合理選用沖洗液，提高了機(jī)械密封的使用性能，解決了機(jī)械密封頻繁泄漏的問(wèn)題，降低了設(shè)備維護(hù)和維修費(fèi)用，保證了裝置的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn) |
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