1、高危介质离心泵密封系统改造摘 要：针对辽阳石化芳烃厂芳烃装置自建成投产至今的生产过程中易出现机械密封泄漏，且泄漏介质危险性高的现状，分析现有密封的使用情况。对输送有毒有害、高温高压介质的单端面机械密封离心泵进行改造后，生产装置在连续运转，安全环保，经济效益等方面得到明显提升。 关键词：高危介质 机械密封 离心泵 一、前言 辽阳石化是中国石油八个千万吨级炼油基地之一，综合实力持续增强，近年来，积极探索经济发展方向，不断优化产业结构，为实现把辽阳石化全面建设成为以芳烃为特色的大型石化基地的战略目标，公司加大力度改善芳烃装置生产状况，2012 年，对该装置全部高危泵密封系统进行了改造。 二、装置现有
2、离心泵密封介绍 辽阳石化芳烃装置建于上世纪 90 年代，离心泵输送介质为高温、高压、易燃、易爆液体，在连续生产过程中如果发生泄漏将存在较大危险，容易造成人身财产损失、污染环境。而且该装置经过十余年的运转，部分机泵存在设计标准陈旧，设备老化的现象，90%的老式机泵仍然使用单端面机械密封，可靠性较差。 三、安全隐患分析 1.单端面机械密封原理 单端面机械密封结构简单，制造和安装容易，一般用于介质本身润滑性好和允许有微量泄漏的情况，是最常用的机械密封型式。单端面机械密封的密封动静环端面摩擦工况，是影响密封寿命的关键因素。大量研究表明，动静环端面间建立起稳定的液膜，以使动静环得到良好的润滑和冷却，是机
3、械密封实现稳定运转的关键因素。当密封端面压力或相对滑动的线速度提高、工艺操作不稳定等造成密封腔压力波动以及其他原因造成摩擦加剧时，流体从密封腔流经端面时就需要带走更多的摩擦热，在靠近密封外侧的流体会部分气化，此时，液膜压力会发生波动，造成密封工作状态不稳定，密封容易出现早期失效。所以，要想使动静环端面间建立起润滑状态优良、压力稳定的液膜，必然会使密封产生一定的泄漏量，其标准值一般为 35ml/h，按该标准计算，如果机泵连续运转一年，将产生 2644L 物料，对于高危介质泵而言，这将产生较大的环境污染和安全隐患。 2.单端面机械密封使用维护 在连续生产过程中，使用单端面机械密封对密封泄漏前的预判
4、提出了严格的要求，一旦密封泄漏，会造成介质直接污染大气，并产生严重的安全隐患。由于高危介质泵输送高温高压、有毒有害的介质，容易造成设备运行状态不稳定，据统计，80%的单端面机械密封是在使用中由于工艺操作波动、轴承运转情况、检修安装质量、备品备件质量等原因发生泄漏，而以上因素较难控制，所以，在实际生产过程中不能保证做到维修预警或者计划维修，给生产装置的平稳运行带来较大挑战。 四、改造范围和目标 本次改造主要包括高温热油类、轻烃类、有毒有害类等单端面机械密封离心泵，共计 37 台。 密封改造目标为： 1.实现密封长周期可靠运行，按照 API682 标准或采用类比设计。 2.采用双端面机械密封形式，
5、两道密封端面在运行工况下能够单独、可靠运转，密封液缓冲罐与火炬排放系统连接，真正做到危险物料的零泄漏； 3.实现实时监测密封液缓冲罐液位，介质侧密封发生泄漏时，能够准确做出报警提示。 五、密封系统改造 按照 API682 标准，本次改造将原有的单端面机械密封+plan11 冲洗方案改为双端面式机械密封+plan21+plan52 冲洗方案。 1.双端面式机械密封改造 双端面密封有两道端面密封。一般双端面密封工作时都需要外供密封液系统，向密封腔内引入密封液进行堵封、润滑和冷却，且多为循环冷却使用。当介质侧密封端面发生泄漏式，有密封液和大气侧密封端面阻隔，防止介质直接泄漏到大气中，并且根据密封液高
6、低液位报警，对密封泄漏情况以及是否需要检修做出判断，从而保证机泵平稳运行并且真正实现工艺介质零泄漏。本次改造过程利用原离心泵泵盖，加工密封冲洗孔，匹配新安装的双端面密封。 2.密封冲洗系统改造（Plan11 改造为 Plan21+Plan52） Plan11 冲洗方案：密封冲洗液从泵出口通过节流孔板进入密封腔，经过底部节流衬套回到泵内形成封闭循环。 Plan21+Plan52 冲洗方案：Plan21 在密封冲洗液从泵出口通过节流孔板并经过油冷器冷却后进入密封腔，经过底部节流衬套回到泵内形成封闭循环。Plan52 由外部储液罐为密封提供缓冲液。正常操作时，由内部泵效环来保持循环，并且经过油冷器进
7、行冷却。储液罐连接火炬排放系统，并设置高低液位报警，可以实时监测储液罐内的液位。 在本次改造中，利用原有部分管线，将密封冲洗液从泵出口引入油冷器，降温后，冲洗介质侧密封端面，将介质侧的密封冲洗改为Plan21。新增加管线、换热器、密封液缓冲罐等，将大气侧密封端面改造为 Plan52，添加润滑油作为缓冲液。在密封液缓冲罐一侧设置玻璃板液位计及高低液位报警开关，缓冲罐顶连接火炬系统。 六、结语 经过本次高危泵改造，改善了机泵运转过程中的密封系统的工况，并且实现了工艺物料的零泄漏。经过在机械密封检修维护方面，实现了密封泄漏前的早期预警，生产装置安全环保、连续运转的可靠性的到了一定程度的提高。 参考文献 1何玉杰 机械密封选用手册. 机械工业出版社. 2011.8. 2关醒凡 现代泵理论与设计. 中国宇航出版社. 2011.
