P-3200C锅炉燃料油泵机械密封泄漏原因分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)广东石油化工学院 作者:莫才颂

  对乙烯装置P-3200C 锅炉燃料油泵机出现的械密封泄漏现象,分析其产生的原因,实施相应的改造措施。实践证明,改造后密封效果显著提高,设备使用寿命延长,取得了较好的经济效益和社会效益。

1、P-3200C燃料油泵简介

  乙烯装置P-3200C 燃料油泵, 承担着将本装置生产的燃料油送往动力装置, 为动力锅炉提供燃料的功能。一旦动力锅炉燃料油供应出现故障,少量的燃料气不能满足锅炉运行所需的燃料, 将造成动力锅炉的停运,进而影响整套装置的正常运行。P-3200C 燃料油泵是多级离心泵,透平驱动,采用单端面多弹簧的非平衡型机械密封,介质为重油(渣油),入口温度80℃,入口压力:0.06MPa,出口压力:2MPa。该泵是热电装置的重要设备,主要为热电三3 台锅炉提供燃料,工艺流程如图1 所示。

工艺流程图

图1 工艺流程图

  该泵自投入使用以来,却经常出现问题,主要体现在机械密封泄漏、更换频繁。比如,2011 年1 年,该泵就维修、更换机械密封达12 次。由于机械密封失效频繁,造成工厂的备件消耗量大,增加成本,而且降低蒸汽产量,危及锅炉安全运行,给生产带来较大的安全隐患。因此有必要对P-3200C 燃料油泵机械密封的泄漏现象进行分析,找出问题原因,提出解决方案。

2、机械密封结构与泄漏原因分析

  2.1、P-3200C 燃料油泵机械密封结构

  该密封为内流式机械密封,其结构图如图2 所示。

机械密封结构示意图

图2 机械密封结构示意图

  2.2、P-3200C 燃料油泵机械密封泄漏原因分析

  通过维修记录和现场实物分析后, 对P-3200C 燃料油泵机械密封泄漏原因分析因果图如图3 所示。

 P-3200C 机械密封故障因果分析图

图3 P-3200C 机械密封故障因果分析图

  对P-3200C 燃料油泵机械密封每次运行和检修情况进行跟踪记录和对比, 逐一对全部因果图中的末端原因进行分析验证, 找出P-3200C 燃料油泵机械密封泄漏的主要原因,分析情况如表1。

表1 要因确认表

要因确认表

  综合以上的分析验证,P-3200C 燃料油泵机械密封泄漏的主要原因是:①机械密封压缩量不当;②O 形圈材料选择不当;③输送介质中含过杂质。

3、技术改进措施

  根据现场的实际情况并结合以往的实践经验,对P-3200C 燃料油泵机械密封进行改造,经过多次分析,制定了具体的技术改进措施。

  3.1、确定合理的压缩量

  机械密封弹簧压缩量过大就会增加端面比压,导致摩擦热量过多, 造成密封面热变形和加速端面磨损;压缩量过小动静环端面比压不足,就会导致机械密封弹簧压不紧,动、静环间出现间隙,使机械密封失效渗漏。因此,在安装时,要严格按照质量技术要求进行。从压缩量

  的改变与使用寿命的变化中找出两者之间的关系,绘制使用寿命与压缩量的关系图如图4 所示。根据图中所反映的趋势图,除去误差,压缩量在4.0~4.2mm 之间时使用寿命最长,因此确定合理压缩量为4.0~4.2mm。

  3.2、更换动静环的辅助密封圈

  在检修中发现,动静环密封采用的丁腈橡胶圈容易受到腐蚀,导致变形、失去弹性,从而失去密封效果。因此,辅助密封圈更换为聚四氟乙烯圈外包四氟材料的O形圈,耐腐蚀,弹性好,两种材料的性能比较如表2。

表2 两种材料的使用性能对照表

 两种材料的使用性能对照表

  3.3、在入口管线加过滤器

  在入口没有过滤器时, 导致输送介质中含过多杂质,影响了机械密封性能。在入口管线加装过滤器,增加一过滤网,其目的主要是驱除介质中的颗粒,减少密封腔中的杂质,减少弹簧失效的几率。

  3.4、改造效果

  P-3200C 燃料油泵机械密封改造投用后, 各项运行参数正常稳定,从完成试用至今未出现故障检修,生产稳定。P-3200C 燃料油泵机械密封改造前后零部件使用寿命对比图如图5 所示。

P-3200C锅炉燃料油泵机械密封泄漏原因分析

图4 使用寿命与压缩量的关系图 图5 改造前后效果对比图

  3.5、经济效益与社会效益

  1)经济效益

  (1)增加了滤网费用为0.5 万元,其他改造费用为0.05 万元;

  (2)停车检修一次,造成生产的直接损失2.6 万元,检修更换的备件为0.12 万元,其他消耗品为0.024 万元。改造投用后169 天取得的直接经济效益为:(2.6+0.12+0.024)×7-0.5-0.05=18.66 万元

  2)社会效益

  P-3200C 燃料油泵机封的改造成功, 降低了生产停产次数、时间和油泵检修率,降低了工人工作疲劳强度,减少了备件材料的耗用,减少空气环境的污染和资源的浪费。

4、结束语

  P-3200C 燃料油泵机械密封改造后, 已连续运转超过3000h,其运转平稳,机封无泄漏,确保了热电锅炉燃料的正常供应。这说明对P-3200C 燃料油泵机械密封的改造是成功的,解决了机械密封频繁泄漏的问题,提高了机械密封的使用性能和使用周期, 降低了员工劳动强度,降低了设备维护和维修费用。

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