中石油高危油泵机械密封改造解决方案
高危泵二次密封方案
中国石油 CNPC
(四)有毒有害介质泵密封配置要求
有毒有害介质泵密封应采用符合API682-2004规定的 双密封(布置方式3),对于非高温有毒有害介质泵密封 采用A型密封,冲洗方案宜采用P11+53B;对于高温有毒 有害介质泵应采用C型密封,冲洗方案宜采用P21+53A。 硬质合金材质:应选用优质的SIC或WC,石墨环应采 用优质的进口石墨(东洋碳素、美国摩根或德国(广东 崇德)产品);弹簧采用合金C-4或合金C-276;若采用C 型密封(C型密封的最高工作温度为400℃)金属波纹管采 用进口的INCONEL718。辅助密封圈应选用杜邦产品,当 介质温度超过290℃时应选用柔性石墨。
密封冲洗方案采用P11+52、P11+53或P11+72+75 或76,P11采用加大量的自冲洗(多孔冲洗);对于 高温轻烃泵可采用P21(22)+52、P21(22)+53或 P21(22)+72+75或76。
中国石油 CNPC
P11+52、P11+53B或P11+72+75或76系统中应设压力 和液位报警,储液罐(或缓冲气)放空口应设节流孔板, 储液罐应采用细长型,容积根据轴径大小,其容积选择 12L和20L,并设手动补液泵和排放口。P11+52的储液罐 应能承受泵内压力,外部密封应承受泵内的压力。 双密封系统在设计和制造上应能满足连续运行25000 小时无需更换。P11+72+75或76冲洗方案的内部密封泄漏 时,其外部密封应能正常运行不小于8小时。
图 D.16 标准密封冲洗方案53B
中国石油 CNPC
方案 53C 密封腔
1.补足阻塞液 2.有规定时 3.活塞式蓄能器 LBI=阻塞液入口 LSL=低液位开关 LBO=阻塞液出口 PI=压力计 F=冲洗 TI=温度计 LI=液位计 V=排气口(可选) 外管路向加压双密封布置的外密封供液。零位线从密封腔至活塞式蓄能器为循环系 统供压。由内部的泵送环来维持流动。通过用空气或水冷却的热交换装置,把循环系统 生成的热量带走。
炼化企业高危泵机械密封失效分析及对策
炼化企业高危泵机械密封失效分析及对策煉化企业的工作中,有许多的工作流程以及物料机泵都是有着比较大的爆炸风险存在,所以在企业的生产经营中这些机泵就被划分为高危泵管理的范围之内。
本文是在对高危泵的设计、选型、运行、维护等多个方面进行规范化的探讨,从而保障高危泵在生产使用过程中的安全性,能够在平稳运行的状态下进行生产,从而实现炼化企业的设备安全管理。
标签:高危泵;机械密封;炼化企业前言:在炼化企业中,高危泵指的就是高温热油类泵,也就是说在对介质进行输送时,运行的温度大于或等于自然点,或者是温度高于200℃的机泵。
轻烃类泵,也就是在传输的过程中介质在大气压的作用之下容易出现挥发,从而形成烃类物质的机泵。
而输送毒性物质比较中的机泵称之为有毒有害类泵,根据化工企业出现的事故中发现,泵密封失效是导致火灾出现的突出原因。
一、机械封失效的原因相对于其它的泵使用的空间来讲,化工装置的高危泵是一直处于高温、高压以及高腐蚀的一种工作环境中,施工生产的环境又比较复杂多样,所以在使用的过程中如果出现微小的泄露情况,就会导致不可扭转的局面出现。
针对于密封失效的原因,主要有以下几点。
(一)机械的密封结构选取不合理因为在对机泵进行设计时,设计人员自身并不能够完全的对机泵工作开展的原理进行掌握,所以对机泵中的一些设计就按照了一般的情况去进行考虑,所以较多采用的单端面机械密封,机泵的设计并没有从整体的安全性上进行考虑。
单端面的密封设计,只是符合一般的油品泄漏不严格的场合使用,因为整体的结构都比较简单,所以并不适用于安全系数要求高的机泵设计中。
(二)机械密封的冲洗状况不符合实际的运行需求密封的机械在对介质进行传输时,部分的介质是容易结晶或者是有着细小的颗粒,所以这样的介质运输就要在一定压力的情况下,使用科学的方式用冲洗液进行冲洗。
如果不能及时的对机械进行冲洗,就会导致因为结晶体与颗粒的存在减小了密封圈的使用寿命,导致密封圈不能够在磨损之后及时的进行修复,最终出现介质泄漏的情况出现。
高危介质离心泵密封系统改造
高危介质离心泵密封系统改造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3~5ml/h,按该标准计算,如果机泵连续运转一年,将产生26~44L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。
高危泵管理
2. P21或P22或P23中的换 热器中建议采用低压蒸汽对冲 洗热油进行换热。对密封腔有 冷却夹套的P02冲洗方案,建 议也采用低压蒸汽进行冷却; 如果采用水进行冷却,应采用 软化水,并保证足够量的冷却 水量和水的流速,以防出现水 的汽化;不应使用循环水。
中国石油 CNPC
3.石墨环应采用优质的抗起 泡进口石墨(东洋碳素、美国摩 根或德国(广东崇德)产品); 金属波纹管采用进口的INCONEL 718,波纹管采用45°金属波纹 管应进行焊后热处理;当介质温 度低于290℃时,可选用全氟醚 橡胶,当介质温度超过290℃时 应选用柔性石墨。
标 准 ( 高 标 准 )
( 一 ) 设 计 、 制 造 执 行
GB150-1998 《钢制压力容器》 ASME B16.5-2003 《管法兰和法兰管件》 SH3406-1996 《石油化工钢制管法兰》 SHT3156-2009 《石油化工离心泵和转子泵 用轴封系统工程技术规定》
中国石油 CNPC
中国石油 CNPC
有毒有害类
乙 苯 泵
在其生产、使用或处置的任何阶段,都具有对人、其他生物 或环境带来潜在危害特性的物质,包括:苯、甲苯和二甲苯、多 乙苯、苯乙烯、硫化氢、氯气、二氧化硫、甲醇等。 含有这些有毒有害介质的装置有连续重整装置、乙苯装置、 乙苯罐区、储运和其它化工等装置。
中国石油 CNPC
输送介质最高运行温度大于或等于自燃点或介质温度大于 200℃。例如:蒸馏装置的侧线泵、减底泵、常底泵和初底泵; 催化装置的回炼油泵、回流泵、油浆泵;连续重整装置的回流泵 、重沸炉泵和塔底泵、二甲苯泵;加氢裂化装置的柴油泵、循环 柴油泵、分馏塔底泵、柴油汽提塔重沸炉泵、分馏塔进料泵;渣 油加氢装置的加氢进料泵、分馏塔中段回流泵、柴油泵。
高危介质泵机械密封及系统改造
1 安全操作注意事项
( 1 ) 为使 机 械 密 封 达 到 预 期 的 使 用 效 果 ,操 作
较 ,接 管不便 时可能要改动泵盖 ,此项工作应在 密封 安装 前进 行 。
( 5 ) x 2 支 撑 泵 确 认 驱 动 端 与 非 驱动 端 。注 意 与 图纸对 照 , 防止安 装密 封 时装反 。 2 . 2安 装前 检 查
寸 ,核 对 其 尺 寸 是 否 与 图纸 相 符 ,如 发 现 问题 应 及 时反 馈 和处 理 ,避免 不必 要 的返工 。 ( 3 ) 确 认 管 线 接 口方 向。根 据 密 封 装 配 图和 系 统 图确 定 正确 的密 封管 线接 口方 向,防止 接错 。 ( 4 ) 确 认 接 管 空 间 。要 对 照 机 封 实 物 进 行 比
的管 路 。
( 4 ) 许 多悬臂泵的轴套直接用叶轮压紧 固定。 安 装 时 , 可 先 将 整 套 密 封 套 装 到 轴 上 , 装 上 泵 盖 ,固 定 密 封 端盖 。注 意轴 套 上 和 端 盖 上 的 密 封 垫 ( 或 密 封 圈 )要 安 装 到位 。在 泵 盖 与 悬 架 固 定 后 ,再 安装键 、 叶轮等 其 它零件 。
3系统 安装
3 . 1 安装 步骤
( 3 ) 密封补偿元件 ( 弹簧或波纹管 )的压缩量 是经 过 严格 计 算 的 , 以保 证 密 封 的 运 行 寿命 。波
纹 管工 作 高 度 允许 误 差 ±1 . 0 mm, 弹簧 工 作 高度 允许 误 差 ±0 . 5 mm。应 在 密 封 装入 泵轴 后 立 即 检 查 定 位 片 的 窜动 量 ,若 窜 动 量 超 出上 述 允 许 的 变 动值 ,应 停止 安装 ,查 找原 因 。
高危介质泵机械密封及密封冲洗方案的改造
5 2
装 置 的关 键设 备 ,我 厂 油浆 泵为 开一 备一 ,由嘉 利 特荏 原泵 业有 限公 司制 造 。该 泵 为单级 单 吸悬臂 式
离心 泵 ,其泵 的型号 为 2 0 0 Z P Y 4 5 0 ;流量 为 3 7 6 m / h ,扬 程 为 1 5 0 m;人 口压 力 0 . 2 M P a ,出 口压力
r
j一
㈣
一 . : j 8 —
【 .
2 . 0 M P a ,介质为油浆 ;温度 3 4 0 o C ,采用波纹管
式机 械 密封 。 油 浆泵 输送 介质 温度 高 ,密度 大 ( 8 4 0 ~ 1 0 1 0 k g / m ) , 含有较 高浓 度 的催 化剂 ( A 1 : O 及S i O )等 同体颗 粒 ,最 高浓 度可达 2 5 g / L,这些
改造后延长了机械密封的使用寿命 ,达到 了长周期运行 。
关 键 词 :高危泵 ;机械密封 ;泄漏 ;冲洗 ;改造
文献标识码 : A 文章 编 号 : 1 6 7 1 — 0 4 6 0( 2 0 1 3 )0 6 - 0 8 0 7 — 0 3 中图 分 类 号 :T Q 0 5 1
wa s hi ng s c h e me wa s c a r r i e d ou t . Af t e r t h e t r a ns f o m a r t i o n, t he l i f e t i me of t h e me c ha n i c a l s e a l was l e ng t he ne d.
Ab s t r a c t :Ac c o r d i n g t o t h e p r o b l e ms o f s h o r t l i  ̄t i me ,h i g h ・ re f q u e n c y l e a k a g e a n d h i g h ma i n t e n a n c e r a t e o f t h e me c h a n i c a l s e a l o f o i l s l u r r y p u mps a t t h e b o t t o m o f f r a c t i o n a t i n g t o we r i n c a t a l y t i c c r a c k i n g u n i t o f r e i f n e r y , l e a k a g e r e a s o n s o f t h e me c h a n i c a l s e a l o f t h e o i l s l u r r y p u mp s we r e a n a l y z e d . T r a n s f o r ma t i o n o f t h e me c h a n i c a l s e a l a n d i t s
石油化工行业高危险介质输送泵机械密封改造
81中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.08 (上)中国石油新疆独山子石化公司乙烯厂芳烃装置溶剂回收塔底外送泵(20-P-1006)为嘉利特荏原泵业有限公司生产的单级双支撑离心泵。
该泵输送介质为高危险介质贫溶剂环丁砜,介质温度175~180℃、高毒。
介质如果外漏,对操作人员健康及作业环境危害极大,因此对机械密封可靠性要求较高。
1 原机械密封结构该泵原配套机械密封为福斯公司生产的无压串联接触式机械密封,冲洗方案采用API 682 Plan21+52,密封介质为工业白油,具体结构如图1所示。
该泵在使用过程中由于机械密封冲洗液(所输送介质)冷却器换热盘管经常堵塞,造成冲洗液无法达到预设的冷却温度,高温的机械密封冲洗液在机械密封内气化,使动静环干磨,机械密封使用寿命无法达到2万小时。
另外,该泵机械密封需要进口,价格十分昂贵,单套备件价格在20万元左右(散装),并且采购周期较长,给工艺安全生产带来重大隐患,所以为了保证装置连续平稳生产,我们决定对该泵机械密封进行国产化改造。
图1 原机械密封结构图2 原进口机械密封失效原因分析根据该泵解体检修情况来看,机械密封失效的原因主要有两点,动密封失效和静密封失效,由于该机械密封静密点都选用的是O 型圈密封,虽然在该泵上也发生过两次O 型圈选用不当导致密封失效,但是静密封泄漏的可能性相对较小,密封原理也简单,只要O 型圈材质选用得当,尺寸合适,安装精准,一般情况下也不会导致密封失效,本文就不再细述,只是强调一点,在选用O 型圈时一定要考虑在不同工况及温度下密封槽和O 型圈的膨胀量以及输送介质对O 型圈的腐蚀性。
该泵动静环密封面磨损是该泵机械密封失效的主要形式,损坏原因主要有以下两个方面原因。
(1)第一道主密封端面冲洗介质为该泵输送的环丁砜溶剂,该物料饱和蒸汽压较低,并且物料温度较高,高温下很容易汽化,采用API 682 Plan21+52方案冷却,冲洗冷却器负荷就非常大,循环水侧换热器盘管很容易结垢,而结垢后换热效果变差,导致冲洗介质不能充分冷却,十分容易汽化。
高危介质泵改造技术交流6272
25 抚顺石化技术交流专题
高温油泵
五、案例说明
5.2、 ➢ 用户 :
中石化茂名分公司 ➢ 泵位:
一蒸馏/泵-5 ➢ 原冲洗方案:
PLAN 32; ➢ 改造后冲洗方案:
PLAN02+32+52+61; ➢ 使用效果: 满足使用要求,得到用
户认可
26 抚顺石化技术交流专题
高温油泵
➢ 工况条件: 高危介质泵输送介质的温度-40~400℃,密封腔压力< 4.2MPA
5 抚顺石化技术交流专题
高温油泵
第一部分
高温油泵机械密封改造解决方案
6 抚顺石化技术交流专题
高温油泵
主要内容
✓ 现役高温油泵机械密封配置及使用现状
✓ 高温油泵机械密封改造解决方案详述
➢ 执行标准
➢ 机械密封选材、形式、布置方式等
轻质馏分油类。
19 抚顺石化技术交流专题
高温油泵
三、丹东克隆高温热油泵改造机械密封产品介绍
结合以上高温热油泵机封及其辅助系统方案 改造要求,克隆集团专门推出了符合API6822004规定的高温油泵的波纹管机械密封及其辅助 系统。
机械密封产品系列: ➢ C65系列波纹管密封 ➢ NBM系列波纹管密封
18 抚顺石化技术交流专题
高温油泵
方案特点:
PLAN 32+52
1、储液罐配置液位
及压力报警开关,可实时
监控机封泄漏情况,进行
及时维护。
2、机封为双端面波纹
管密封,在一级密封失效
时二级密封实现主密封功
能,提高安全等级
3、与单端面密封相比,
双重非承压密封能降低回
路泄漏风险。
双端面机械密封在高危油泵上地应用
双端面机械密封在高危油泵上的应用吉林石化公司炼油厂1常减压装置,自建成到现在机泵密封一直单端面运行,曾发生多起由于密封泄漏引起的严重火灾事故。
2011年进行高危机泵密封双端面改造从根本上提升了设备的安全性。
常减压装置使用高危机泵32台其中的24台机泵均改双端面密封。
一、双端面机械密封结构型式的确定及其工作原理检查密封腔各相关部件外观和尺寸,包括各配合尺寸、空间尺寸、形位公差。
校核密封腔中旋转轴相对于静止腔体的轴向及径向跳动值确保不超过相关标准。
密封运行环境以输送高温、高压介质为主。
确保密封的隔离液良好循环与冷却。
根据厂家(丹东克隆)提供的密封资料、外型尺寸经再三核对采用所示双端面机械密封。
图中材料为纯铝的轴封阻止介质从泵轴与封密轴套间隙漏出;动环密封圈材料为柔性石墨阻止介质进入波纹管内部静环密封圈材料也是柔性石墨,阻止介质经由静环漏到隔离液内或者阻止隔离液漏到外部密封大盖垫,可防止泵内介质漏到外部两波纹管压缩量靠螺钉固定(事先已计算好);泵送环促使隔离液循环。
二、密封冲洗方案及冲洗油的确定机泵密封所用冲洗油(封油)主要作用是冲洗密封波汶管内及四周杂物防止密封波汶管处介质结焦中和冷却摩擦副产生的热量,以保持波汶管良好弹性,使摩擦副在良好环境下运转。
冲洗油要同时满足在泵内温度、压力条件下不汽化与泵内介质相容不污染产品洗油温度要比泵内介质低洗油压力比冲洗油注入点高。
基于冲洗油的条件再根据每台机泵各自的操作环境采用不同的冲洗方案。
(1)对于介质密度大操作温度高于其自燃点易结焦流量大出口压力高加初底油泵、常底油泵、减底油泵、减二线油泵,采用减二线油(蜡油)作为冲洗油,并由换热器后部引出。
根据表1填料使用时间对比填料种类碳丝纤维玻纤维石墨四氟石棉纤维戈尔使用时间/h9202880浸溃有石墨和四氟,曾强其耐磨耐腐蚀性,但承受不了高温、冲击载荷和强溶剂作用。
实际使用时,石棉常被泡软且随物料带走导致密封失效。
戈尔(GFO纤维)填料,由膨体聚四氟乙烯纤维、石墨和一种耐高温润滑剂结合而成。
高速泵机械密封改造
高速泵机械密封改造沧州渤海石化工程有限公司 王义同摘要:针对脱硫脱硫醇两台立式高速泵机械密封泄漏进行分析,通过科学计算提出了合理的改造方案,通过改造后的机械密封使用情况良好,为装置能够平稳的运行奠定了良好的基础。
关键词:干气密封 高速泵 波纹管 载荷系数 端面比压中石化青岛炼化脱硫脱硫醇装置中,使用了两台航天十一所制造的立式高速泵。
密封采用四川日机的60A (t )-51C-60B 和60C-51D 一套双端面机封和一套单端面机封组成用于密封液化气、密封油和齿轮箱润滑油。
该泵是将焦化裂化液化气的压力从1.2MPa 升至3.2MPa ,介质温度为0~40℃,转速为6705 r /min 。
由于此泵工作介质为液态烃,所以采用通用型高速机械密封时,造成使用周期短,更换频繁,易泄露,此介质含有硫化氢它的泄漏对操作人员造成危害,因此对该泵的机械密封进行了技术改造。
1. 机械密封失效原因 改造前机械密封结构见图1图1 小弹簧双端面机械密封1. 弹簧座2.弹簧3.垫片4.O 圈5.静环6.挡圈7.动环8. 挡圈9.静环 10.O 圈 11.垫片 12.弹簧座原机封密封的参数为:(1) 机械密封参数计算如下:①载荷系数K试中,d 1 密封端面内径,mm ; d 2 密封端面外径,mm ; d b 密封直径,mm 。
②膜压系数λ试中,r 1 窄密封端面半径,mm ;r 2 窄密封端面外半径,mm 。
③弹簧比压P s弹簧刚度为: 试中,d 0 弹簧线径,mm ;D m 弹簧中径,mm ; n 弹簧有效圈数; G 材料切变模量不锈钢的G=71×103。
单个弹簧力:试中,x 弹簧的压缩量,mm 。
弹簧合力为: 弹簧比压为: ④端面比压P c试中,P 1 封液压力,MPa ; P 3 密封腔压力,MPa 。
经计算,密封端面比压满足介质要求端面比压推荐值0.4-0.7MPa ,符合要求。
(2) 根据上述弹簧参数对原机械密封使用的弹簧进行校核。
高危泵管理
二、加强巡检管理
1、对高危泵实施重点管理
要对管辖范围内的高危泵进行一次全面梳理,纳 入重点管理、维护范围。对于故障率长期居高不下的 油泵,要尽快查清原因,不能通过管理解决的要及时 更新。
中国石油 CNPC
2、加强对巡检质量的管理
巡检是防范事故的最后一道防线,及时发现事 故苗头,是防范事故最有效的手段。操作人员、维 修保运人员、设备管理人员要严格按照规定进行巡 检,保质保量,严禁“走马观花”式的巡检。各企 业要采取有效措施,加强对巡检质量和巡检深度的 检查。
(二)、高温热油泵密封配置要求
为了保证高温热油泵密封的安全运行,密封应采用符合 API682-2004规定的双密封(布置方式2或3),3类C型密封 (金属波纹管密封)。具体要求如下:
中国石油 CNPC
1. 密封方案冲洗方案可采用 P32+53A、P32+53B、P32+54和 P32+52;对于不允许采用外冲 洗(P32)的高温泵,可采用 P21或P22或P23替代P32。对于 介质温度低于300℃热油泵,可 以通过提高密封端面材质耐温 性能,改善密封设计,尽量避 免采用外冲洗。
中国石油 CNPC
• 针对以上形式,炼油与化工分公司自2011 年以来,不断加大人力、物力、财力的投入, 对影响炼化装置安稳长满优生产的重大隐患问 题进行治理,其中重要一项就是对高危泵的密 封改造。下面,我们将对如何加强高危泵的管 理进行研讨。
中国石油 CNPC
一、高危泵定义及范围
柴 油 泵
高温热油类
中国石油 CNPC
8.采用Plan52、Plan53、 7.在采用Plan53或Plan54时, Plan54时应该考虑辅助系统的承 介质侧密封必须可以承受正、反 压和耐温与泵保持一致,并符合 两个方向的压力;大气侧密封应 国家新的压力容器规定;特别对 该同样采用与介质侧密封相同的 于采用P52时,应考虑介质侧密 耐高温密封。在采用P52时,大 封泄漏高温热油大量泄漏出时, 气侧密封应采用能承受介质侧的 储液罐的耐热和耐压以及热油的 压力和高温的密封。 排放和收集,应采取措施降温, 防止高温热油自燃。
高压热油泵机械密封泄漏分析及对策
高压热油泵机械密封泄漏分析及对策★石油化工安全环保技术设备安全高压热油泵机械密封泄漏分析及对策姜红超(中国石化扬子石油化工股份有限公司芳烃厂,江苏南京点,通过对影响该泵机械密封泄漏的主要原因进行计算分析,指出摩擦副端面温度过高是导致机械密封失效的主要原因,通过采取疏通机械密封冷却水通道及改造柴油冲洗冷却系统等措施,消除密封泄漏问题。
芳烃厂加氢裂化装置二系列反应进料泵GA―102A/B为美国BYONACKSCN公司制造的双层壳体泵,原设计为循环油泵,在1994年加氢裂化装置2 000kt/敕造后用作二段新鲜原料油泵,其操作条件见表1表1操作条件输送介质原料油流量八3.h介质温度/°c介质压力/MPa功率/W具有高温、高压、高速的特点,运行工况苛刻。
CA―102A/B泵在日常运行过程中,机械密封寿命较短,易泄漏问题一直困扰着加氢裂化装置的安稳运行,仅2007年7月份,〔A―102B泵因机械密封泄漏问题就进行了3次检修,解体检查发现其故障现象均为大气侧机械密封动环或静环出现裂纹,而且在修复投用后不久,又出现泄漏。
频繁的检修大大增加了检修人员的劳动强度,也给加氢裂化装置的高负荷持续生产带来一定的隐患,因此有必要对该机械密封的泄漏原因从理论上进行分析,并通过采取适当的措施使这一问题得到解决。
1机械密封简介司设计制造,具体结构如所示。
该机械密封由两套高速密封组件组成,产品侧为一套型号为MF165/88―G2的单端面金属波纹管结构的高温高压机械密封,大气侧为一套型号为HSH2/103单作用流体动压式式带泵效螺旋结构的机械密封。
HSH和MFL机械密封都是采用弹簧静止式,以适应高速运转的要求,从结构上布置成两级串联式,以适应高压的要求,在冷却方式上均采用强制冷却,以适应高温的要求。
产品侧机械密封靠外部冷却水在水夹套中强制循环来带走热量,大气侧的机械密封是由外加柴油急冷液循环来冷却的,冷却柴油在泵效螺旋的离心力作用下强制循环通过柴油水冷器。
乙烯装置急冷油泵机械密封改造
输送的易燃、易爆、有毒、有害的介质就会泄漏扩 散到环境中,一方面设备故障,造成装置停工,另 一方面也是最重要的是造成环境污染或人身伤害, 存在安全隐患,因此必须对急冷油泵的机械密封进 行改造。
1. 静环座 2. 动环辅助密封圈 3. 静环辅助密封圈 4. 防转销钉 5. 静环 6. 动环 7. 弹簧 8. 弹簧座 9. 定位销钉 图 2 单端面密封结构示意图
关键词:高危泵;密封改造;串联式机械密封 中图分类号:TH3 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2017)05(上)-0071-03
1 流程简介
某石化公司乙烯装置急冷油泵是单级双支双 吸 式 离 心 泵, 出 口 压 力 为 11.03bar, 设 计 流 量 为 880m3/h。 油 洗 塔 通 过 急 冷 油 泵 将 一 部 分 急 冷 油 返 塔循环,一部分送去燃料油汽提塔外,其余大部分 送去热量回收系统。急冷油在稀释蒸汽发生器里被 用于发生稀释蒸汽,供裂解炉反应使用,被冷却的 急冷油一部分返回油洗塔内折流板的上方,为裂解 炉来的气体提供冷却介质,一部分急冷油被注入到 裂解炉急冷器中,去急冷来自废热锅炉的裂解气出 料(图 1)。
China 中国 Plant 设备
Engineering 工程
乙烯装置急冷油泵机械密封改造
马斌良,张道君,王俊杰,杨柯 (中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司,新疆 独山子 833699)
摘要:某乙烯装置急冷油泵属于高危泵,其单端面机械密封泄漏将造成装置停工和环境污染、人身伤害等安全环保问 题,因此单端面机械密封需要改造成双端面机械密封。本文结合机泵介质特性对这三种方案和辅助冲洗密封系统进行了论证, 最终选择串联式高温金属波纹管密封,现场使用效果证明密封改造方案可行,达到了改造的目的。
油田高压注水泵机械密封新技术
油田高压注水泵机械密封新技术作者:秦忠魏厚瑶来源:《科技创新导报》2011年第08期摘要:通过对油田高压注水泵密封进行新技术改进,提高设备运行周期,既节省了能源又保护了环境。
同时,降低了维护,操作人员的劳动强度,改善了工作环境,达到了文明,安全生产的宗旨。
关键词:油田高压注水泵机械密封设计新技术新理念改进中图分类号:TE933 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0013-011 油田高压注水泵密封现有技术根据查阅专利资料,目前,在油田行业中,高压注水泵介质水含杂质多易结垢,化学物质复杂,高压注水泵基本采用软填料密封、金属波纹管机械密封、弹簧机械密封的设计理念,采用内置式结构。
(1)软填料密封,安装简单容易更换,但是,密封泄漏量大,摩擦轴和轴套磨损严重,更换频繁。
维修和操作人员劳动强度大,运行中轴的轴向串量大,磨擦功率消耗大,经常由于密封泄漏量大使轴瓦润滑油进水,导致被迫停机。
(2)金属波纹管机械密封,焊接金属波纹管机械密封用的波纹管是由材质316L的金属薄板冲裁成环形波纹状的型面,波形采用“S”形,将许多个波片重叠起来,分别在环形的外缘和内缘进行焊接组成一个波纹管,两端再与传动座和动环焊接成整体。
标准化设计,符合GB6556标准。
压缩率高,耐压、耐温、耐腐蚀性能范围广。
同时,高速下对轴的振动和振摆适应性较强,消除动辅助密封圈的不利影响,非推压是设计,密封的追随性优良,动态补偿性能好,保证密封端面良好地贴合。
耐压3.5MPa,耐温—200~600℃,耐腐蚀性强,安装方便。
但是,在运行过程中,由于注水泵水质易结垢,经过一个月运转中,在波谷处,出现积垢现象,影响了波纹管的浮动性的弹性,导致波纹管失弹,机械密封泄漏。
(3)内置式平衡型多弹簧机械密封。
端面比压随介质压力增大而增大,增加了密封的可靠性,介质泄漏方向与离心力方向相反,阻碍了介质的泄漏。
但是,高压注水泵介质水易结垢,腐蚀严重。
第二加氢装置高温油泵机械密封改造
图 2 G - 106B 单端面机械密封结构
1—动环 固 定 销ꎻ 2—动 环 座ꎻ 3—弹 性 元
件ꎻ4—动环辅助密封ꎻ5—动环ꎻ6—静环ꎻ
7—静环辅助密封ꎻ8—定位销
抗压强度等ꎮ 由于国产浸锑石墨在高温下使用ꎬ
端面易产生起皮鼓包现象甚至于部分脱落ꎬ而导
中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂第二加氢装
置( 简称第二加氢装置) 重沸炉泵 G - 106B 输送
介质为精制柴油ꎬ介质温度 280 ℃ 左右ꎬ冲洗方案
ห้องสมุดไป่ตู้
造ꎬ实现了机械密封寿命延长及运转状态的安全
监控ꎮ
为 PLAN32ꎮ 由于 G - 106B 使用的是单端面机械
1 机械密封改造原因
旦机械密封发生故障ꎬ高温介质发生泄漏随即引
中烧结而成的粉末冶金制品ꎮ 具有硬度高、强度
双端面 串 级 机 械 密 封 结 构ꎬ 密 封 结 构 选 用 API
和韧性较好、耐磨、耐热、耐腐蚀等一系列优良性
机械密封由两对摩擦副组成ꎮ 从 F 处注入冲洗
温度下也基本保持不变ꎮ 所以ꎬ静环材料由原来
中的布置方式三( 见图 1b) ꎬ该型式
能ꎬ特别是它的高硬度和耐磨性ꎬ即使在 500 ℃ 的
厂加 氢 精 制 车 间 的 设 备 副 主 任ꎮ 电 话: 0533 - 7574317ꎬ
13864493618ꎮ
第 1 期
李仁鸿 第二加氢装置高温油泵机械密封改造
表 1 改造前机械密封故障情况统计
故障日期
故障现象
触引起燃烧、爆炸等安全环保事故ꎬ同时无法对密
情况见表 1ꎮ G - 106B 单端面机械密封结构如图
浅析石油工程离心泵机械密封节能改造措施
浅析石油工程离心泵机械密封节能改造措施发布时间:2022-06-20T07:36:27.211Z 来源:《科学与技术》2022年第4期2月作者:曾锦[导读] 离心泵因其具备结构简单、维修方便等特点被广泛应用于石油生产过程中,机械密封因具备使用寿命长、摩擦功耗小等有限曾锦 51072219890610****摘要:离心泵因其具备结构简单、维修方便等特点被广泛应用于石油生产过程中,机械密封因具备使用寿命长、摩擦功耗小等有限,已经逐渐替代传统填料密封成为离心泵中极为重要的结构,现阶段,为进一步提升离心泵的使用效果,对其机械密封进行节能改造,降低离心泵故障的出现概率成为一项极为重要的工作。
关键词:离心泵;机械密封;节能改造引言离心泵作为离心泵给水、供水和输油系统中的重要设备,按全寿命周期计算,其运行成本占总成本的65%~80%。
由于工艺设备匹配不佳,部分部件选用过多,“大马拉大车”的影响,出口节流损失,回流,输送介质腐蚀结垢等。
离心泵不能在高效率范围内运行,并且运行成本仍然很高。
石油企业积极应用节能降耗技术,优化离心泵运行参数,有效提高离心泵运行效率,大幅降低离心泵电耗,对实现油田设备精益管理具有重要意义。
1离心泵的特点及工作原理泵是一种动态装置,它将原动机的机械能转化为流体的动能和压力能量,从而实现流体导向运输,也称为流体装置。
泵主要分为叶片泵、容积泵和其他类型的泵,而离心泵则是其中一种叶片泵的一部分,主要由叶轮、吸收室、压力室、密封装置等组成。
离心泵广泛用于国民经济的各个方面,如灌溉和农田管道、工业供水、排水、城市供水和排水。
离心泵工作原理:泵充液时,离心力产生的叶轮转动,叶轮槽道内的液体在离心力作用下投影到外围,流入泵壳内,从而在叶轮中心造成真空,液面处于下方并且,叶轮通过吸尘器池输送,使液体不断地吸入和撞击,叶轮中产生能量的液体在从叶轮中出来时具有很大的动能,这些液体被收集到螺旋泵壳中,动能被转化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 3. 双密封系统在设计和制造上应能满足连续运行25000小时无
六、 增上高危泵在线监测系统
• 为了保证高危泵的稳定运行,及时对运行状态进行监测, 对存在的故障信息进行分析诊断,防止出现振动超标、轴 承故障等机械故障造成密封的损坏,对重大危险且运行不 稳定的高危泵应增上机泵的在线监测系统。
• 9. 储液罐应采用细长型,容积根据轴径大小,其容积选择12L和 20L,并设手动补液泵和排放口。
• 10. 双密封系统在设计和制造上应能满足连续运行25000小时无 需更换。
• •方案特点: • 1、封液压力 高于介质压力,保证 高温工艺介质零逸出 ; • 2、储液罐配 置液位及压力报警开 关,可实时监控机封 运转情况,提高了安 全等级; • 3、机封为串联 波纹管密封,在一级 密封失效时二级密封 实现主密封功能,提
中石油高危油泵机械密 封改造解决方案
2020年5月24日星期日
• 为了保证装置的安全运行,根据股份公司“关于进一步加强高危介 质泵安全运行管理的通知”,对高危泵密封进行改造,在新建、改 扩建装置和设备更新时,应选用质量可靠、性能优良的高危介质 泵,高危机泵密封应按API682标准要求采用双密封,对于不符合 要求的单密封机泵各企业应根据装置的特点和高危机泵的危险程 度分期分批有计划地对高危泵密封进行改造;各企业可利用近期 的装置大修、改造对高危泵密封进行改造。
• 1. 硬质合金材质:应选用优质的SIC或WC,石墨环应采用优质 的进口石墨(东洋碳素、美国摩根或德国(广东崇德)产品); 弹簧采用合金C-4或合金C-276;若采用C型密封(C型密封的最高 工作温度为400℃)金属波纹管采用进口的INCONEL718。辅助密 封圈应选用杜邦产品,当介质温度超过290℃时应选用柔性石墨 。
七、 高危泵轴承
• 对于高危泵的轴承应采用进口的瑞典SKF、日本NSK和德 国FAG轴承。
密封配置
密封配置
密封配置
密封配置
附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备
• 注1 本附录包含在工业中使用的标准冲洗方案和辅助设备 图示。不是所有方案都在本标准中推荐使用,这些方案在 特殊情况下的应用需经过购买者的同意。
附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备
• •1.塞紧环流用的接头 •HCI=加热/制冷入口 •HCO=加热/制冷出口 •Q/D=阻封/排水 •V=排气口(可选) • 不存在冲洗液环流的封闭式密封腔
方案 02 密封腔
•
图 D.2 标准密封冲洗方案02
附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备
• •1.自泵排出口 •F=冲洗 •Q/D=阻封/排水 •V=排气口(可选)
• 1. 硬质合金材质:应选用优质的SIC或WC,石墨环应采用优 质的进口石墨(东洋碳素、美国摩根或德国产品);弹簧采用合 金C-4或合金C-276;若采用C型密封(C型密封的最高工作温度为 400℃)金属波纹管采用进口的INCONEL718。辅助密封圈应选用 杜邦产品,当介质温度超过290℃时应选用柔性石墨。
• 2. 密封冲洗方案采用P11+52、P11+53或P11+72+75或76, P11采用加大量的自冲洗(多孔冲洗);对于高温轻烃泵可采用 P21(22)+52、P21(22)+53或P21(22)+72+75或76
四、 轻烃介质泵密封配置要求
• 3. P11+52、P11+53B或P11+72+75或76系统中应设压力和 液位报警,储液罐(或缓冲气)放空口应设节流孔板,储液罐 应采用细长型,容积根据轴径大小,其容积选择12L和20L,并 设手动补液泵和排放口。P11+52的储液罐应能承受泵内压力, 外部密封应承受泵内的压力。
》
➢产品规格:
• CR5012(容积12L)
• CR5020(容积20L)
➢主要组成单元:
• 储液罐、手动补液泵、报警单元、排液
单元、测量单元 等;
➢适用范围:
•
PLAN 53A
•
PLAN 52
•3.3 CR系列辅助系统仪器仪表标配说 明
四、 轻烃介质泵密封配置要求
• 轻烃介质泵密封应采用符合API682-2004规定的双密封(布置方 式2或3),优先选用布置方式2(无压串联双密封),对于现场 无放空条件应选用布置方式3(有压双密封);密封结构选择A型 标准推环式密封,静环应设置限位挡板。工作温度超过176℃( 350℉)应采用C型密封,但需经过专门设计。
方案 11 密封腔
•从泵排出口经节流孔板到密封的循环。流体进入密封腔接近机封端面,冲洗该端面 ,越过密封再进入泵。
•
图 D.3 标准密封冲洗方案11
附录D(标准)标准冲洗方案和辅助设备
•
方案 12 密封腔
•1.自泵排出口
•F=冲洗
•Q/D=阻封/排水
•V=排气口(可选)
• 从泵排出口经滤网和节流孔板到密封的循环。该方案和方案11类似,但
• 2. P21或P22或P23中的换热器中建议采用低压蒸汽对冲洗热 油进行换热。对密封腔有冷却夹套的P02冲洗方案,建议也采用 低压蒸汽进行冷却;如果采用水进行冷却,应采用软化水,并保 证足够量的冷却水量和水的流速,以防出现水的汽化;不应使用 循环水。
三、 高温热油泵密封配置要求
• 3. 石墨环应采用优质的抗起泡进口石墨(东洋碳素、美国摩根 或德国(广东崇德)产品);金属波纹管采用进口的INCONEL 718,波纹管采用45°金属波纹管应进行焊后热处理;当介质温度 低于290℃时,可选用全氟醚橡胶,当介质温度超过290℃时应选 用柔性石墨。
一、 高危泵定义及范围
• 1. 高温热油类:输送介质最高运行温度大于或等于自燃点或介 质温度大于200℃。例如:蒸馏装置的侧线泵、减底泵、常底泵 和初底泵;催化装置的回炼油泵、回流泵、油浆泵;连续重整装 置的回流泵、重沸炉泵和塔底泵、二甲苯泵;加氢裂化装置的柴 油泵、循环柴油泵、分馏塔底泵、柴油汽提塔重沸炉泵、分馏塔 进料泵;渣油加氢装置的加氢进料泵、分馏塔中段回流泵、柴油 泵。
三、 高温热油泵密封配置要求
• 7. 在采用Plan53或Plan54时,介质侧密封必须可以承受正、反 两个方向的压力;大气侧密封应该同样采用与介质侧密封相同的 耐高温密封。在采用P52时,大气侧密封应采用能承受介质侧的 压力和高温的密封。
• 8. 采用Plan52、Plan53、Plan54时应该考虑辅助系统的承压和 耐温与泵保持一致,并符合国家新的压力容器规定;特别对于采 用P52时,应考虑介质侧密封泄漏高温热油大量泄漏出时,储液 罐的耐热和耐压以及热油的排放和收集,应采取措施降温,防止 高温热油自燃。
• 4. 方案32系统中要求配置单向阀、Y型过滤器,流量计、压力 表、截止阀。流量计需耐400℃。
• 5. 方案P53、P54或P52系统中应根据要求设压力和液位报警, 对密封泄漏进行报警。
• 6. 密封本体设计时必须考虑该密封可以在300℃以上高温条件 下运行,以保证辅助系统意外中断,密封可长期运行。
• 2. 轻烃类:输送介质和大气压力下,非常容易挥发的烃类物质 ,一般是指C5或更轻的烃类物质的单体或其混合物,苯、甲苯和 二甲苯等。例如:蒸馏装置的初顶油泵、常顶回流泵、常顶三级 冷凝油泵、脱丁烷塔进料泵和顶塔顶回流泵;催化装置的液态烃 泵、凝缩油泵、石油气进料泵、稳定塔 顶回流泵、液化气增压泵 等;汽油加氢装置的塔顶回流泵;气分、气分球罐、烷基化、 MTBE、气体、储运装置含轻烃介质的工艺流程泵。
• 结合以上高温热油泵机封及其辅助系统方 案改造要求,克隆集团专门推出了符合API6822004规定的高温油泵的波纹管机械密封及其辅助 系统。 • 机械密封产品系列: ➢ C65系列波纹管机械密封 ➢ NBM系列波纹管机械密封 • 辅助系统: ➢ CR5012、CR5020密封辅助系统
•
•3.1 高温热油机械密封产品 : •产品型号: ➢C65/NBM系列旋转型波纹 管机械密封 •产品优点: ➢波纹管采用45°波形大大 降低了应力峰值,分解内孔 焊茹应力,防止早期破坏; 并使应力分布更理想,补偿 性更好。
• 4. 双密封系统在设计和制造上应能满足连续运行25000小时 无需更换。P11+72+75或76冲洗方案的内部密封泄漏时,其外 部密封应能正常运行不小于8小时。
五、 有毒有害介质泵密封配置要求
• 有毒有害介质泵密封应采用符合API682-2004规定的双密封(布 置方式3),对于非高温有毒有害介质泵密封采用A型密封,冲洗 方案宜采用P11+53B;对于高温有毒有害介质泵应采用C型密封 ,冲洗方案宜采用P21+53A。
• 为了保证高温热油泵密封的安全运行,密封应采用符合API6822004规定的双密封(布置方式2或3),3类C型密封(金属波纹 管密封)。具体要求如下:
• 1. 密封方案冲洗方案可采用P32+53A、P32+53B、P32+54和 P32+52;对于不允许采用外冲洗(P32)的高温泵,可采用P21 或P22或P23替代P32。对于介质温度低于300℃热油泵,可以通 过提高密封端面材质耐温性能,改善密封设计,尽量避免采用外 冲洗。
➢优异的动态性能和广泛的 环境适应能力 •极限性能参数如下: •1、压力 :最高4.2MPa •2、温度 :最高 400℃
•3.2 克隆集团CR系列辅助系统
➢执行标准:
• API 682 —2004 《离心泵和转子泵用
•
轴封系统》
• GB150-1998 《钢制压力容器》
• ASME B16.5-2003 《管法兰和法兰管件