重油催化裂化裝置油漿泵密封泄露原因及處理
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摘 要：轉動設備的日常維護與檢修是一線設備技術人員管理的重點，也是石化裝置連續穩定長周期安全運行的基礎。油漿泵的介質以及輔助密封沖洗液比較特殊，若維護得當，長周期運行是可以做到的；若維護不當，不但機封頻繁泄漏，增加檢維修工作量及修理費成本，且作業環境惡劣容易引發各種安全環保事故。本文從工藝系統、機械密封、管理等方面容易導致油漿泵機封失效的原因進行了分析，對高溫高壓熱油泵的機械密封長周期穩定運行措施進行了總結。
關鍵詞：轉動設備；油漿泵；重油催化裂化；油漿泵；密封；機封失效
某石化公司催化裂化裝置二次加工裝置。分餾單元為聯接原料油裂化單元的后續單元，產品油漿泵P-1210A是分餾塔T-1210底油漿經過冷卻后部分作為產品外輸的流程升壓泵。該位號有兩臺機泵，一臺運行，另一臺備用，在油漿外輸壓力不夠時需啟用進行外輸升壓。該泵按照API 610標準進行設計選型制造的單級懸臂離心泵，電機與泵為同一基座。
1 泄漏過程
1.1 泄漏處理過程
2016年5月15日，運行二部運行三班上夜班。催化裂化裝置后部崗位外操21：00裝置現場全面巡檢，確認后部各機泵運行正常。22：20～22：30催化裂化裝置崗位外操員到分餾區進行巡檢，對各機泵運行情況進行了測溫、測振、運行壓力、油位檢查，各機泵運行正常。22：40室外值班人員巡檢發現產品油漿泵P-1210A機械密封泄漏。外操立即用對講機聯系內操和班長，報告現場情況。當班班長迅速趕到產品油漿泵P-1210A處，發現機械密封處油漿泄漏，即時停泵，并將機泵出入口關閉。5月16日2：00，開始對泄漏機泵進行吹掃隔離。6：30吹掃隔離結束，開始對泵體進行拆檢。
1.2 密封解體過程
該機械密封API集裝雙端面密封，在具備解體條件后，將單級懸臂離心泵拆下，將機械密封拆開，對密封各部件進行檢查分析。密封腔拆檢情況，開密封過程發現密封動環與軸套之間存在少量焦化顆粒，靜環與泵殼體之間積存少量顆粒，；密封動靜環O型環均未發現明顯缺陷；密封動換密封面目測光滑平整，靜環密封面目測光滑平整。從密封拆檢情況看，該泵密封各密封部件均未發現存在明顯損壞，未找到明顯損壞泄漏點。
2 原因分析
機械密封失效原因，一般分為三方面的原因：設計、安裝、維護（使用）；或是機械密封本體原因或輔助密封沖洗系統原因，在裝置維護專業分工方面也可體現為設備原因或是工藝原因導致的機械密封失效。機泵所用機械密封形式多種多樣，但不論何種形式其泄漏部位主要集中在這幾處：泵軸和軸套之間的部位；機封動環與軸套之間部位；機封靜環與其密封座之間部位；機封動、靜環之間部位；機封部位端蓋與泵體之間。
2.1 直接原因
該泵使用的是PLAN32沖洗方案，經檢查，符合美國石油協會API 682-2014標準。首先其沖洗介質為常減壓裝置減壓塔減二線蠟油，從減二線來的溫度120～150℃蠟油進入催化密封油緩沖罐，由分餾單元密封油泵150-P-1210抽出并升壓后送往各密封用油點。從P-1210出口主線來的1.45MPa蠟油由DN15專線接入P-1210A密封沖洗口，做P-1210A密封沖洗油。蠟油在進入密封沖洗部位后，其溫度迅速降溫和泵體內介質溫度一致，降低至80℃左右，蠟油迅速變得黏稠，在密封彈簧部位積存凝固，從而造成密封彈簧在密封環調整時彈性模量不一致，密封環自調整不均勻，在密封面處出現泄漏，P-1210A密封沖洗流程。由常減壓裝置減壓塔減二線來的蠟油在經過P - 1210 封油泵升壓后，壓力達到1.8MPa～1.9MPa，溫度降低至130℃左右，隨著蠟油進入P-1210A密封腔體后迅速和泵內80℃左右的產品油漿混合，溫度急速降低，蠟油的理化性能發生較大變化。其黏度迅速升高。從化驗分析數據可看出，蠟油溫度130℃時其黏度為10mPa.s，當減二蠟油溫度降低到70℃時，其黏度急劇增加，黏度達到28.5mPa.s，黏度增加了2.85倍。因此對于原來已經穩定運行較長的機泵，特別是拆檢后發現設備部件無明顯缺陷的機泵，需重點從工藝系統方面進行分析，才有利于問題的解決。
2.2 間接原因
P-1210A密封沖洗油入泵體前，封油線有大約50cm管道無伴熱，會加速封油降溫速度。
P-1210A為凱士比泵業設計制造，因設計流量僅為35m3/h，揚程70m。因此，葉輪尺寸較小，密封腔狹窄，封油注入口速率降低較多，容易凝固淤積。
2.3 管理原因
設備管理工作開展不細，對采用PLAN32沖洗方案的密封，沖洗液使用蠟油時，低溫介質泵的風險識別不夠深入。設備管理技術水平還需繼續提高。P-1210A密封沖洗油壓力表量程選用不當，封油壓力控制閥范圍為1.35MPa～1.55MPa，壓力表最大量程僅為1.6MPa。對使用單級機械密封的機泵沒有著重加強管理，未提前識別出可燃介質機泵使用單級機械密
封所帶來的風險。此次應急匯報過程存在疏忽，向公司調度匯報滯后。反映出雖然經過應急處置的演練，但人員應用還不夠熟練。因此今后還應加強應急預案的演練，平時加強事故預想，避免出現類似情況。
3 處理措施
?。?） 對催化裂化裝置所有機泵機械密封進行排查，對密封的適用性進行風險評估。對低溫介質泵使用蠟油沖洗的密封立即制定整改方案，并落實實施，整改不完成，機泵不投用；（2）核實增補部分重要機泵，增加DCS遠程緊急停泵功能；（3）全面排查裝置壓力表量程、精度、類型等是否符合實際使用；（4）加強應急預案的演練和應急培訓。
4 結論
由于輔助密封系統造成的機械密封泄漏事件屢見不鮮，但由于外沖洗液溫度變化進而致使其黏度發生變化，進而造成機械密封失效。雖然在第一時間解體集裝密封，也未能發現密封主體部分存在機械故障或部件缺陷。為此，對于關鍵機泵出現的問題，應科學地、全面地進行綜合分析，以避免出現的片面性，造成重復檢修從而耽誤檢維修和裝置的開車進度。
參考文獻：
[1] 潘向東，等. 丙烯腈裝置泵用機械密封優化措施[A].《石油化工設備維護檢修技術》編委會.石油化工設備維護檢修技術（2017版）[C].北京：中國石化出版社，2017，340-344.
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