凸輪轉(zhuǎn)子泵機(jī)械密封泄漏原因分析與處理

中國石油大慶煉化分公司石油磺酸鹽裝置是通過使用凸輪轉(zhuǎn)子泵實(shí)現(xiàn)磺酸鹽產(chǎn)品的循環(huán)混合及介質(zhì)輸送的。由于對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)認(rèn)識(shí)不足以及工藝操作的不合理,使得轉(zhuǎn)子泵機(jī)械密封頻繁漏料,導(dǎo)致上游生產(chǎn)工序無法連續(xù)進(jìn)行,嚴(yán)重阻礙了正常生產(chǎn)。

石油磺酸鹽是多種烴磺化產(chǎn)物的混合物,它們都是由天然石油餾分或化工反應(yīng)所得高碳烴副產(chǎn)物經(jīng)磺化反應(yīng)、中和反應(yīng)得到的,由于不同原料油芳烴含量、分子結(jié)構(gòu)平均分子量不同,所以生產(chǎn)的石油磺酸鹽性質(zhì)也不同,需要的配套設(shè)備也有差別。針對(duì)所產(chǎn)的石油磺酸鹽產(chǎn)品黏度較大的特點(diǎn),參照同類裝置的設(shè)備使用情況,中國石油大慶煉化分公司選擇凸輪轉(zhuǎn)子泵進(jìn)行物料輸送。

凸輪轉(zhuǎn)子泵工作原理類似于齒輪泵。凸輪轉(zhuǎn)子泵兩個(gè)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子由齒輪箱內(nèi)一對(duì)同步齒輪傳動(dòng),轉(zhuǎn)子在主、副軸的帶動(dòng)下,進(jìn)行同步反方向旋轉(zhuǎn),使轉(zhuǎn)子泵的容積產(chǎn)生變化,從而構(gòu)成了較高的真空度和排放壓力,適合腐蝕性、高黏度介質(zhì)的輸送。

轉(zhuǎn)子泵的密封為外裝靜止式,材質(zhì)為陶瓷+石墨+丁腈橡膠。將轉(zhuǎn)子泵拆解檢查并安裝后,用原料油進(jìn)行同等操作壓力、常溫條件下試運(yùn)行,未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象,決定正式投入使用。正常生產(chǎn)過程中,兩臺(tái)轉(zhuǎn)子泵分別負(fù)責(zé)成品介質(zhì)輸送和成品循環(huán)混合。其中,對(duì)循環(huán)轉(zhuǎn)子泵實(shí)施24h運(yùn)行操作,輸送轉(zhuǎn)子泵則根據(jù)裝車需要進(jìn)行間歇的啟、停轉(zhuǎn)子泵操作。

轉(zhuǎn)子泵泄漏分析與處理

1.轉(zhuǎn)子泵泄漏部位。在裝置開工投入使用不久,兩臺(tái)轉(zhuǎn)子泵均發(fā)生介質(zhì)滲漏現(xiàn)象。對(duì)機(jī)轉(zhuǎn)子泵人口過濾器以及機(jī)械密封進(jìn)行拆解檢查發(fā)現(xiàn),人口過濾器完好,過濾器與轉(zhuǎn)子泵殼內(nèi)的介質(zhì)都比較干凈,不存在焊渣、碎屑等雜質(zhì);檢查密封圈發(fā)現(xiàn),兩臺(tái)轉(zhuǎn)子泵的動(dòng)、靜環(huán)密封圈均有一定損壞,動(dòng)環(huán)圈損壞較明顯;機(jī)械密封摩擦副表面也有一定磨損。

2.轉(zhuǎn)子泵泄漏的原因分析。兩臺(tái)轉(zhuǎn)子泵開工運(yùn)行時(shí)間較短,均未發(fā)現(xiàn)異常聲響,機(jī)械部分不應(yīng)存在問題。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)判斷,認(rèn)為導(dǎo)致機(jī)械密封發(fā)生泄漏可能原因是過濾器損壞,使介質(zhì)中的雜質(zhì)進(jìn)入摩擦面導(dǎo)致密封失效;操作溫度變化導(dǎo)致密封件損壞;原料油介質(zhì)與成品介質(zhì)存在性質(zhì)差異使密封件受到損壞。

結(jié)合拆解檢查結(jié)果可知,成品介質(zhì)的操作溫度或腐蝕性會(huì)影響密封圈的使用功能,可能導(dǎo)致密封失效;間歇使用的操作形式對(duì)摩擦副的損壞可能有不良影響。

3.處理措施。為了確保轉(zhuǎn)子泵密封的完全適應(yīng),選用全包覆FEPO型圈,包覆密封圈將橡膠的彈性和密封性與PTFE的耐化學(xué)性有機(jī)結(jié)合起來,它是由一個(gè)硅膠或viton膠制的內(nèi)芯和相對(duì)較薄的FEP外覆組合而成,這種橡膠Teflon密封圈具有優(yōu)異的耐化學(xué)性能,同時(shí)耐溫可達(dá)到200℃,包覆加工后具有橡膠的良好彈性,同時(shí)又有優(yōu)良的耐溫、耐磨蝕性能

因?yàn)樯a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作條件無法增設(shè)沖洗裝置以阻止固體粒子進(jìn)入密封面,也不能確保充分良好的吹掃條件,所以選擇碳化硅一碳化硅的摩擦副材料更為適宜。

由于較低溫度會(huì)使部分介質(zhì)黏度極大幅度提高,間歇式的運(yùn)行機(jī)轉(zhuǎn)子泵因頻繁啟停容易使摩擦副之間介質(zhì)與工作腔內(nèi)介質(zhì)因較大黏度差異而導(dǎo)致密封膜狀態(tài)的穩(wěn)定性受到影響。針對(duì)這一情況,對(duì)轉(zhuǎn)子泵頭實(shí)施伴熱保溫措施;同時(shí)在啟停間隔時(shí)間較長的情況下,采取入口管線機(jī)轉(zhuǎn)子泵頭蒸汽預(yù)熱的方法,改善機(jī)轉(zhuǎn)子泵的使用條件,使機(jī)械密封滲漏故障排除。

4.實(shí)施效果。將改進(jìn)的機(jī)械密封分別安裝在成品輸送轉(zhuǎn)子泵和成品循環(huán)轉(zhuǎn)子泵上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。經(jīng)過幾天的連續(xù)運(yùn)行表明,改進(jìn)后的密封在兩臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)子泵上使用正常,無泄漏情況發(fā)生。凸輪式轉(zhuǎn)子泵因使用壽命長、清洗方便、性能可靠、高效節(jié)能而被廣泛使用。筆者就正確使用與維修凸輪轉(zhuǎn)子泵提出以下應(yīng)注意問題。