摘　要：延遲焦化裝置高溫重油泵為裝置關鍵機泵，這些泵原機械密封均（jun1）為單端麵機（jī）械密（mì）封（fēng），衝洗方（fāng）案為PLAN32+62。這種形式的機（jī）械密（mì）封應用在焦化裝置高溫重（chóng）油（yóu）泵上非常（cháng）容易泄漏，而高溫重油泄漏（lòu）後極易自燃，因此必須對高溫重（chóng）油泵現有機械密封進行改造。分析了延遲焦化裝置高溫（wēn）重油泵機（jī）械（xiè）密（mì）封容易泄漏的原因，提（tí）出了安（ān）全可（kě）靠的改造辦法，並結合現場實際情況，給出了改（gǎi）造和（hé）操作等（děng）的要點及難點（diǎn）。
中海油惠州石化有限公司(以下簡稱惠州石化)延遲焦化（huà）裝置處理能力為4.2Mt/a，采用美國（guó）FOSTER WHEELER公司提供的前端工程設計(FEED)包，由中國石化工程建設公司(SEI)進行設計。該（gāi）套裝置采用兩爐四塔工藝（yì），單係（xì）列處（chù）理（lǐ）量比較大。目前惠州石化渣油處理手段（duàn）隻有延（yán）遲（chí）焦化一種，因此，延遲焦（jiāo）化裝置長周期平穩運行（háng）直接影響到全廠的經濟效益及（jí）正常生產，而裝置長周期平穩運行的一個關鍵因（yīn）素，就是高溫重油泵的安全平穩無泄漏運行。
1. 高溫重油泵機械密封運行的主要問題（tí）
裝置投產初期，機械密封運行的主要（yào）問題是易泄漏、壽命短、所密封的介（jiè）質易燃。延遲焦化高溫重油泵介質主要有減壓渣油、重（chóng）蠟油和（hé）蠟油（yóu），這些介質相對組分較重，自燃點低。介質溫度超過或接近介質燃點的高溫重油（yóu）泵見表1。 高溫重油泵機械密封一旦嚴重泄漏，泵內介質漏出（chū）後與空（kōng）氣接觸將極易發生自燃。另外，隨著加工（gōng）原料配比變化，組分有可能變得更（gèng）重，相（xiàng）應的各個介質的自燃點也隨之更低（dī）。
2. 高溫重（chóng）油泵機械密封易泄漏的原因分析
2.1 原單端麵機械（xiè）密封容易泄漏
改造（zào）前的高溫（wēn）重油泵機械（xiè）密封類型都為單（dān）端麵機械密封，衝洗方案為PLAN32+62。單端（duān）麵機械密封結構較為簡單，一般用於油、水、有機（jī）溶劑及腐蝕性（xìng）介質。其典型（xíng）結構如（rú）圖（tú）1所示。 單（dān）端麵機械密封不適用於高溫、易燃易爆、帶懸浮顆粒的介質，而渣油、焦化（huà）蠟油（yóu）等（děng）介質正好（hǎo）具備以上特點。因此（cǐ）高溫重油類泵使用單端麵機械密（mì）封，比（bǐ）較（jiào）容易發生泄漏。
2.2 介質中顆粒含量（liàng）高
延遲焦化各組分中焦粉含量較多，重油組分更是如此【1】。焦粉微粒易進入機械（xiè）密封的密封端麵，引起（qǐ）密封（fēng）端麵持續微量（liàng）泄漏;微量泄（xiè）漏的介質聚集在波紋（wén）管或彈簧等零（líng）部件上，逐（zhú）漸氧化結焦;結焦物降低波紋管的（de）彈力，加劇密封端麵的泄漏（lòu）。如此惡性循環，機械密封很快就會失效。
圖2和圖3顯示了蠟油（yóu）產品泵一套機械密封的失效情況。 從上（shàng）述失效案例（lì）中可（kě）以看到:介質從密（mì）封端麵泄漏後，積聚在波紋管外側(大氣側)並逐漸氧化結焦，結焦物導致波紋管（guǎn）彈性降低，端（duān）麵補（bǔ）償力下降，進而造成機械密封泄漏（lòu）惡化。
2.3 原機械密封冷卻吹掃效果差
PLAN62冷卻介質一般（bān）選用的是低壓（yā）蒸汽（qì），預期作用是（shì）衝洗波紋管外（wài）側（cè），帶走（zǒu）泄漏的介質，並隔（gé）絕（jué）空氣（qì），即盡可能地防（fáng）止泄漏的介質氧化結焦。但是低（dī）壓蒸汽易受（shòu）氣溫、來（lái）源、疏水情況、操作等因素影響，導致其帶水嚴重或中斷，因此（cǐ）PLAN62方案的（de）衝洗效果比較差。
對於高溫重油泵機械密（mì）封而言，冷卻吹掃的效果差，會從以下（xià）幾方（fāng）麵影響機械密封的運行:
(1)密封端麵溫度（dù）升高，降低油膜穩定性，增加介質對密封端麵，尤其是非金屬材質的腐蝕;
(2)密封端麵（miàn）冷熱不均，變形嚴（yán）重，導致摩擦加劇、泄漏量增大（dà）;
(3)機械密封靜密封點溫度過高，加速失效。
3. 高溫重油泵機械密封改造（zào）實施（shī）情況
3.1 改造的（de）必（bì）要性
API682中規（guī）定了機械密封的性能要求:(1)機械密封連續（xù）運（yùn）行壽（shòu）命（mìng）不低（dī）於25000h(約為3年);(2)抑製密封在抑製密封腔（qiāng）的壓力不高於壓力開關設（shè）定的泄漏壓（yā）力(表壓≤0.07MPa)的條件（jiàn）下，連（lián）續運行壽命不低於25000h，在主密封失效時，至少連（lián）續運行8h;(3)按美國環保署方法21測量，所有密封泄漏量都應控製在1000mL/m³以內（nèi），或者滿足用戶（hù）當地頒布的更嚴標準，同時，密（mì）封連續運行壽（shòu）命不（bú）低於25000h。
目前惠州石化延遲焦化裝（zhuāng）置大檢修周期為4年，不論從標準或是現場實際泄漏情況來看，高（gāo）溫重油泵所使用的單端麵（miàn）機械密封和PLAN32+62的衝洗（xǐ）方案都不符合要求，必須進行改造。
3.2 改造內容
改造前後介質及介質參數均未發生變化，動靜環、軸套、波紋管等主要部件（jiàn）材料沒有太大變化（huà），動環仍選擇石墨材質，靜環仍選擇（zé）碳化矽材質。
按照（zhào）API682中要求將所有單（dān）端麵密（mì）封改為串聯式雙端麵機（jī）械密封並（bìng）選擇合（hé）適的衝洗方案（àn），衝（chōng）洗（xǐ）方（fāng）案（àn）選擇PLAN32+53B。改造前後的衝洗方案對比如表2所示。 介質為高溫蠟油、重蠟油、渣油（yóu）的泵，PLAN32衝洗液由原（yuán）來的焦化柴（chái）油改為焦化蠟油。原因是實際操（cāo）作中發現，柴油作為（wéi）上述（shù）高（gāo）溫重油泵的衝洗液（yè），相對密度較小（xiǎo），一旦柴油帶水或溫度過低，極易導致高溫重油泵抽空。
PLAN53B是API682第二版中新的（de）衝洗方案，方案如圖4所示。 PLAN53B方案適用於接觸式濕（shī）密封。它（tā）有以下特點:
(1)外部輔助係統為輔助密封腔提供密封液，即（jí）熱導油（yóu）;
(2)外部輔助係統中設置蓄能器給整個（gè）輔助係統提供壓力;
(3)內部熱導油的（de）流動由（yóu）泵效環(泵送環)來保持;
(4)循環的熱（rè）導油帶走機械密封端（duān）麵產生（shēng）的熱量，並Z終由輔助係統水冷器帶走;
(5)設置壓力顯示及（jí）壓力開關，用於監測密封的使用及泄（xiè）漏情況。
PLAN53B通過改善高溫（wēn）重油泵機械密（mì）封的（de）運（yùn）行（háng）條件，設置PI、PS、TI監控密封的泄漏情況，達到（dào）延長機械密封使用壽命，監控泄漏量的安全目標，主要表現在:
(1)熱導油能有效地帶走（zǒu）密（mì）封端麵產生的（de）熱量，並經由（yóu）水冷器冷卻後循環，持續改善密（mì）封端麵運行溫（wēn）度（dù），徹底隔絕外部空氣，防（fáng）止泄漏（lòu）的介質在波紋管積聚氧化結焦;
(2)設置TI監控密封端麵摩擦情（qíng）況及熱導油冷（lěng）卻效果;
(3)設置蓄能器使輔助係統帶壓，壓力大於主密封腔壓力，如果主密封端麵泄漏（lòu），高溫危（wēi）險介質也不會外漏;
(4)設置（zhì）PI監控密封端麵泄漏情況，當密封泄漏超標時，PS壓力開關會向布（bù）式控製係統(DCS)報警，提示（shì）盡快處理故障（zhàng）。
3.3 改造注意事項
(1) 機械密封（fēng）尺寸的（de）設計
由於是改造項目，需要充分考慮（lǜ）改造後的機械密封尺寸，機械密封生產商應選用盡量緊（jǐn）湊的設計（jì）尺寸。由於受到待改造機泵機械密封端蓋到軸承箱的距離限製，而且改造後的雙端麵機械（xiè）密封一般（bān）都比原機械密封軸向尺寸要大，所以軸向尺寸要核（hé）對準確。如果需要，可以考慮PLAN32衝洗液入口重新開在泵大蓋上，進而減小（xiǎo）改造後雙端麵機械密封的軸向尺寸。
(2) 泵密封腔的尺寸
一般來說，原廠圖紙中主密封腔的尺寸都沒有標全，而（ér）改造前泵可能都在運行，沒法進行測量。如果光靠圖紙提供的尺寸有可能導（dǎo）致新機械密封安裝不上，Z好的辦法是利用檢修期間實（shí）測核對尺寸。
(3) 軸套密封點的設置
如前麵所述，延遲焦化高溫重油泵介質易（yì）結焦。建議在軸套近介質側設置一個（gè）靜密封點，防止介質進入軸套結焦後機械（xiè）密封拆卸困難。
3.4 改造後操作要點
(1) PLAN32衝洗（xǐ）液的要求
PLAN32衝洗液隔絕了泵送介質中顆粒物進入密封端（duān）麵，並且保持著密封端（duān）麵液（yè）膜的穩定。
因此操作時要注（zhù）意檢查PLAN32的過濾器是否堵（dǔ）塞、注入管（guǎn）路是否通暢（chàng），以及保持衝洗液注（zhù）入壓力大於密封腔壓力0.05—0.1MPa。
(2) PLAN53B輔（fǔ）助係統的投用順序（xù）
為了確保（bǎo）PLAN53B係（xì）統充分（fèn）發揮作用（yòng），必須（xū）正確地（dì）進行投用。每一次投用都必須保證冷卻水管線和熱導油管線排淨（jìng）氣體，防止發生（shēng）氣阻現象，尤其是工作壓力較高的熱導油管線。
投用注意事項如下:
a.投用循環水流程時，注意打開水冷（lěng）器的上（shàng）下排空堵（dǔ）頭，排幹淨空氣後（hòu）再打開循環水回（huí）水閥。
b.投用隔離液（yè）流程時（shí），首先確認蓄能器已充（chōng）壓至規定壓力;其次加注熱導油（yóu）至係統帶壓（yā）後，要再次打開油係統排空閥將空（kōng）氣排淨，並且邊排（pái）氣邊盤車;加注熱導油完畢後，要關閉手動注油泵手閥(防止單（dān）向閥不嚴熱導油倒竄)。
(3) PLAN53B的操（cāo）作要求
工作壓力是PLAN53B操作的（de）重（chóng）要指（zhǐ）標。通過（guò）現場PI定期檢查工作壓力是否（fǒu）下降。當（dāng）工作壓力降低至Z小值或低壓（yā）報警時要重新補壓，下降趨勢過快或（huò）低於蓄能器壓力時則需（xū）維修機械密封（fēng）。內操（cāo）要關（guān）注PS壓力開關的報警，出現報警要立刻到現（xiàn）場檢查確認。
另外，還需要定期通過II檢查現場水冷卻器出口溫（wēn）是否達標，從而判斷水冷器的工（gōng）作情況。
4. 改造效（xiào）果
延遲焦化高溫重油泵機械密封（fēng）經過改造後，機械密封泄漏維修率大幅度降低，無其他故障的情況下可（kě）滿足（zú）連續（xù）運行3年以上的要求。相比改造前的（de）機械密封，改造後的機械密封不僅運行更加可靠，還包（bāo）含PI、Ps、TI等多種監控手段，全方（fāng）位監控高溫重（chóng）油泵機械密封的運行情況，可謂（wèi）真正達到了設備（bèi）本質安全（quán）的要求，值得推廣。
目前，高溫重油泵的（de）雙封改造工作已經推廣到全公司的其他生產裝（zhuāng）置，成為保證全廠（chǎng）安全平穩長周期生產的有效辦法（fǎ）。
參考文獻（xiàn）
1.孫豔明.延遲焦化（huà）焦粉夾（jiá）帶的原因及應對措施（shī）[J].安全、健康和環境，2014(10):4—7.