芳烃装置P-505/1 密封泄漏原因分析及改造

牛春如，李淑新，刘 新

（独石化公司设备检修公司炼油钳工车间，新疆独山子 833699）

0 引言

重整加氢联合车间芳烃抽提装置旋壳泵P-505/1 是加氢区域已烷汽提塔底泵，该泵为江苏海狮泵业制造有限公司生产（型号：HXK200-S1）。该泵输送介质为己烷溶剂油，入口温度70 ℃，泵入口压力0.2 MPa、出口压力0.8 MPa。机械密封由西安永华提供的双端面密封，采用PLAN52 的密封冲洗方案。于2011 年9 月大修时更换，至今已运行7 年。期间因出现各类设备问题检修9 次，其中7 次为密封故障。因此密封泄漏故障是影响该泵长周期运行的瓶颈，是急需解决的问题。

1 检修情况统计及存在问题

从表1 可看出P-505/1 自2012 年7 月至2018 年11 月，因密封故障检修7 次占总检修次数77.78%。与旋壳泵机封寿命长（预期寿命25 000 h）的特点不相符。决定机封寿命长短的重要因素是PV 值。虽然旋壳泵的出口压力很高，但机封只需密封压力低的进口压力，泵转速右臂相同参数的高速部分流泵低得多，因此，机封的PV 值也比高速泵低得多。在正常操作情况下，机封的PV 值越低使用寿命越长。

表1 历年检修情况统计

从检修前该泵密封失效表象看，基本为外部密封油罐内进入介质，且液位上升超过警戒位报警。以下分别为工作时介质流向示意图（图1）和密封结构示意图（图2）。

图1 泵内介质流向

图2 双端面密封结构

该泵采用PLAN52 冲洗方案，密封油罐为无压双端面密封的外部密封提供缓冲油液，循环油液通过内部动环泵送环维持，油罐通常连续向火炬回收系统排气并且维持压力低于密封腔压力。在无介质泄漏的情况下，密封油罐液位显示基本不会变化。结合图1，图2，若密封油罐液位有升高趋势，则可以判定泵进口的压力介质通过介质侧密封处泄漏到密封腔室，泄漏途径：①动静环密封面磨损；②静环密封圈损坏。

2 介质侧密封泄漏的原因分析

2.1 密封拆检情况

从拆检情况看，动、静环密封面正常微量磨损；静环O 形圈两对称部位挤压变形或断裂；其他O 形圈基本完好。通过排除法，确定静环O 形圈两对称部位挤压变形缺陷或断裂是导致密封泄漏、密封油罐液位升高的主要原因。

2.2 原因分析

静环O 形圈两对称部位挤压变形缺陷或断裂之所以会发生，与静环的结构和装配有直接关系。

图3 拆卸的动、静环及O 形圈

图4 静环底部和侧面图

从图4 可以看出，在静环底部有2 个对称防转槽，防转槽圆周部位车有倒角。静环在装配前，现将O 形圈装在静环座上的凹槽内，O 形圈与静环外圆柱面有一定的过盈，该O 形圈为包覆的氟胶圈，表面弹性相对于橡胶类要弱。在装配时，静环防转槽部位会对O 形圈有个挤压剪切作用，导致O 形圈受损变形甚至断裂，使压力介质从O 形圈损伤部位向密封腔室泄漏，密封腔室与密封油罐油液靠动环泵送环循环，因此，密封油罐液位就会不断升高。

3 改造建议

（1）改变静环现有的防转槽形式，新制作的静环不加工防转槽，将防转销孔直接钻在静环底部，孔径3 mm，深3 mm，配装高度5 mm 的销子。

（2）在静环座上与静环销孔相对应位置钻防转孔，孔径4 mm，深3 mm，装配静环时，做好记号，确保装配的准确性。

4 结束语

针对旋壳泵密封泄漏问题进行原因查找和分析，并提出了密封改进建议。目前已联系丹东克隆密封厂家开展论证和测绘工作。相信改造后的密封一定会取得好的运行效果，为该泵的长周期运行打下坚实基础。