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摘 要：国内渣油加氢装配日益增多，高压进料泵逐渐向着高温、高压、大流量趋势发展，对机械密封的条款越来越严格。对国内渣油加氢装配高压进料泵密封调研的放置败露，其平均使用寿命不及1年，以致有部分装配密封寿命不及2个月。高温渣油外漏是极其危境的。频年来，部分新建渣油加氢装配高压进料泵密封规画为PLAN54，但在前期的应用过程中也发现好多问题。在莫得可供教养鉴戒的情况下，通过不断的摸索改进，更动应用了密封组合决策，使改进后的机械密封寿命由起先的几天延迟到刻下的790 d。著作对国内某套渣油加氢装配应用的PLAN54密封进行了故障分析，并刻薄了有用的改进法子。

重要词：渣油加氢 高压进料泵 PLAN54 密封 故障 更动应用

某真金不怕火厂渣油加氢装配加工量为330万t/a，规画为两系列单开单停，2台泵分歧对应2个系列，另外1台动作两系列的备用泵。进料泵和密封齐由福斯公司坐褥制造，型号为6×10.25 HDO-9stg，介质为280 ℃高温渣油，规画流量230.8 m3/h，出口压力20.1 MPa，转速4 960 r/min。PLAN54密封是国内初度应用在渣油加氢高压进料泵上。

1 密封流露经过

2014年6月24日，高压进料泵A泵由于操作原因出口流量低低联锁停泵，渣油倒窜至密封油箱，再行启动后发现非驱动端密封起初出现流露。由于3台高压进料泵共用1个密封油站，因此被浑浊的密封油进入到3台泵的机械密封中，随后3台泵密封起初通常流露，导致机械密封的使用寿命严重不及，4个月内共更换21套，通常是刚换好不久就起初流露，使得装配时刻齐处于停工边际，严重影响了日常坐褥。机械密封拆检后发现密封面结焦严重，波纹管上也有结焦。渣油窜入密封油是变成这种情况的主要原因。

2 原因分析

在机械密封出现反复流露后，一方面现场更换密封，另一方面从现场故障情况、拆检分析、密封规画、密封选型、密封系统等方面动手分析故障原因。

动静环拆检情况见图1。

图1 动静环拆检情况

2.1 渣油反窜至密封油箱

停泵时的数据败露，泵进口流量低于规画值，发挥其时泵处于憋压景况，密封腔压力升高。这是导致渣油窜入密封油箱的主要原因。渣油密度大，粘度大，易在密封面附着、结焦，导精细封面毛糙度被破损，日常条款密封面毛糙度不超过0.9 μm，承载面变化从而影响到端面比压，最终变成动静环磨损，局部的高温以致导致裂纹产生，不同毛糙度承载面积和端面比压的联系见表1。

2.2 密封规画及选型

密封规画不错从密封交接法子、密封内件材料选定、密封冲洗液流量等方面动手。机械密封结构见图2。

表1 毛糙度与承载面积及端面比压联系

单从结构上来看，该密封领受靠近面【1】式结构，固定波纹管，这种规画使用在高温、高压、高转速位置，配合强制外冲洗的决策，表面上是可行的。

密封内件，主如若摩擦副匹配【2】的选定，领受“硬对硬”、“软对硬”决策，材质为硬质合金、碳化钨、碳化硅(反映碳化硅、无压碳化硅、加碳碳化硅)、碳石墨(浸树脂、浸金属)等等。规画选型时需参考p、V值【3】(包括psV、pcV、pgV)。

图2 机械密封结构

机械密封腔中热量【1】主要来自于以下几方面：

1) 密封面由于摩擦和流体剪切产生的热量；

2) 动弹密封部件引起的风阻(或紊流)产生的热量；

3) 通过密封室和轴产生的热量；

4) 介质传递的热量。

密封冲洗液流量决定2对密封面之间温度。该密封选用PLAN54， 泵内介质温度280 ℃， 尽头于内侧密封战役高温，这领悟是不对适的。国内同位置泵密封基本齐领受PLAN32动作前置冲洗， 不错有用镌汰密封腔温度， 比如API保举的1类、 2类密封腔温升为2.8～5.6 ℃。PLAN32密封冲洗流量不错笔据式(1)臆想：

(1)

式中：Qing——注入流量，L/min；

P——密封面上产生的热量，kW；

SQG——泵温度下注入介质的比重；

dT——密封腔的温升，℃；

C——泵温度下注入介质的比热,J/(kg·℃)；

Qheadsoak——密封腔其他热量接纳,kW。

精准的热量接纳的臆想相比复杂，应用较多的是有限元臆主张【4】，即领受ANSYS斥地机械密封有限元模子，也不错通过式(2)进行估算。

Qheadsoak(kW)=U×A×S×Dt【5】

(2)

式中：U——材料的性能所有；

A——热传递面积,mm2；

S——密封均衡直径，mm；

Dt——温差(泵温度-祈望的密封腔温度)，℃。

异或的特质是原始值经过两次异或后，该值后会复原成蓝本的值，是以可控制异或的这个本性来进行加解密。在发送端，可把明文与密钥进行异或操作，生成密文，如图4所示。将密文发送到给与端，再控制密钥进行异或操作，就能得回明文，如图5所示。

2.3 密封系统

上头提到密封腔温度及密封冲洗量委果定，而密封系统即是密封腔温升的艰难保险。PLAN54密封油进程如下：螺杆泵→水冷器→过滤器→终了阀组→手阀→单向阀→DE/NDE密封→孔板→单向阀→油箱。

油站螺杆泵出口压力1.0 MPa，在围聚密封的手阀和单向阀之间压力表败露0.9 MPa(同油站设定压力)。为了大略看到密封冲洗液在2对密封面之间的精准压力，将第一个单向阀阀盖解除并加多压力表。该压力表败露此处压力仅为0.55 MPa，发挥单个单向阀的压降就达到了0.35 MPa，多级泵密封腔压力按照泵进口压力为0.55 MPa，密封腔和密封油两侧压力一样，这在规画上是不允许的；而且当泵体处于憋压景况时，密封腔压力也会升高，这也不错解释为什么联锁停泵时渣油会反窜至密封油箱。

对于密封油站温度对密封的影响方面，经现场测温，密封油供油管路温度65 ℃，而密封回油温度达到110 ℃，密封面之间的温度要远高于此，是以镌汰密封油温度大势所趋。

3 改进次序

3.1 加多PLAN32密封冲洗

加多常三线柴油(初馏点260 ℃，终馏点390 ℃)，动作外部介质冲洗，此馏程下的柴油既不错镌汰泵的汽蚀，又不错幸免柴油的过多耗损。单侧冲洗量规画为8～12 L/min，节流衬套领受浸碳聚四氟乙烯，在原密封基础上更换前端密封壳体，镌汰了改换资本。

3.2 孤苦PLAN54密封油站

原规画PLAN54密封油站领受一拖三形势，虽细水长流驱动投资，但加多了宝贵资本，6套密封中自便1套的失效齐有可能导致渣油反窜至密封油箱，从而波偏持他泵的日常运行。

对于新增的PLAN54冲洗油站，在规画初期便与规画单元进行相通，刻薄一些建议及费神，最终将新油站进程改进为：

螺杆泵→过滤器→终了阀组→手阀→DE/NDE密封→过滤器→调压阀→单向阀→水冷器→油箱。

对比原油站进程有如下改进：

1) 解除密封前后单向阀的阀芯，镌汰密封油站中压力蚀本；

2) 终了阀组改为手动操作，幸免密封面之间压力波动；

3) 加多后置过滤器，过滤密封冲洗后的杂质；

4) 加多后置调压阀，使压力调换点大略移到密封之后，这么就大略清爽地看到密封面之间的压力，镌汰了渣油窜至密封油箱的可能；

5) 选定高效水冷器，镌汰了密封冲洗油温度(由蓝本的65 ℃降至45 ℃)；

6) 加多密封冲洗流量(由蓝本的10.5 L/min进步至20 L/min)。

3.3 改PLAN61为PLAN62

密封拆检后发现外侧密封及波纹管有结焦欢喜，且密封大多数为外漏，也即是说外密封面损坏得更多，是以加多蒸汽吹扫，改善外密封环境。

3.4 置换密封油及管线吹扫

由于渣油反窜后大齐置换密封油，库房导热油存储量严重不及，临时改用10号白油代替导热油，由于其热康健性不如导热油，因此所有改良完成后，对密封油站进行油品置换。为保证密封冲洗油洁净，在投用之前将所有管线用蒸汽吹扫干净。

3.5 操作法子改进

加强班组开停机决策培训，从准备暖泵起初，轮番投用PLAN54-PLAN32-PLAN62各冲洗决策压力的终了，暖泵速率的终了，最小流量线、均衡管是否暖通等应珍惜细节。还应提神停泵后密封冲洗停用法规，蒸汽吹扫泵体压力等等。

4 改进后恶果

经过前后2次改良，不断摸索教养，最终形成PLAN32+PLAN54+PLAN62更动型组合。从2016年9月B泵改良至2018年11月，密封运行日常，平均寿命由起先的几天到刻下的790 d，超出同业业平均寿命约430 d，这也讲授这次改良是相比收效的。开工后密封寿命统计见图3。

5 与同业业对比

刻下国内渣油加氢装配同位置密封普通领受PLAN32+PLAN53B+PLAN62，亦然相比熟习的本事。2种密封决策的优舛错对比情况见表2。

表2 密封决策优舛错对比

图3 开工后密封寿命统计

如果臆想一笔经济账，假定PLAN53B每年更换1次，PLAN54每2年更换1次，笔据泵参数不同，参照国产密封名次靠前的某密封厂报价， 则PLAN54和PLAN53B的用度干预情况对比如图4所示。

图4 密封干预用度对比

由图4不错看出：PLAN53B在前3年具有上风，但跟着使用时候的延迟，PLAN54密封寿命长的优点逐渐领悟，第4年之后，PLAN54在使用资本上要更胜一筹。以上数据仅仅参考刻下行业平均水平，无法作念到精准。不同泵的有不同的工况，不可一概而论。

6 结语

不管选定哪种密封冲洗决策，使用中齐会碰到一些问题，一定要坚决信心，收拢细节，总会有搞定目的。刻下国内供货的密封厂家，不管是外资照旧国有，规画阶段和现场本体情况齐有脱节，好多现场本体参数与规画参数不一样，这也即是多数密封流露的原因地方。API 682—2014推出后，圭臬内部对于密封偏持赞助系统的条款也越来越清爽，好多规画参数对比老版块齐有了较大改换。

跟着社会口头的发展，东说念主们越来越珍惜安全坐褥，不雅念也曾从省俭资本逐渐衍变为确保安全。PLAN54密封决策是国内初度应用在渣油加氢装配高压进料泵上， 处于应用的低级阶段， 在开工和运行过程中碰到了种种难题， 通过不懈的竭力于和不断的摸索、 念念考、 实践， 最终形成了一套具有本体酷好的密封改良决策， 达到了延迟密封使用寿命的指标， 为装配的长周期安全运行提供了保险， 也为同类装配密封的规画选型提供了参考。

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