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《堿液循環(huán)泵機(jī)械密封失效分析及改進(jìn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2003年第6期·39·堿液循環(huán)泵機(jī)械密封失效分析及改進(jìn)莊永福(天津石化公司乙烯廠,天津300271)摘要通過對(duì)乙烯裝置堿液循環(huán)泵機(jī)械密封頻繁失效的原因進(jìn)行分析,改進(jìn)了密封結(jié)構(gòu)和摩擦副材料,取得了良好的效果。關(guān)鍵詞堿液循環(huán)泵機(jī)械密封失效分析摩擦副乙烯裝置壓縮系統(tǒng)濃堿液循環(huán)泵,是堿洗塔的(1)動(dòng)環(huán)和動(dòng)環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞;塔底循環(huán)泵,它將經(jīng)裂解氣堿洗過的堿液輸送到塔(2)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)有環(huán)狀磨損痕跡;頂,使堿液循環(huán)使用。該泵在實(shí)際運(yùn)行中,頻繁發(fā)生(3)密封腔內(nèi)有焦?fàn)罹酆衔?、顆粒等雜質(zhì)和結(jié)晶泄漏,機(jī)械密封在安裝運(yùn)行一周左右開始微漏,1～2物;個(gè)月
2、內(nèi)泄漏量增大,無法繼續(xù)使用。嚴(yán)重影響了裝置(4)彈簧銹蝕嚴(yán)重,被雜質(zhì)和結(jié)晶物卡澀,彈性的環(huán)保達(dá)標(biāo)和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。不足。1基本情況2失效分析該泵為單吸懸臂臥式離心泵,主要技術(shù)參數(shù)如一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失下表:效、材料與介質(zhì)不相容,以及制造和安裝問題等。端含膠狀、顆粒雜質(zhì)的面比壓是機(jī)械密封的重要性能參數(shù),端面比壓要在介質(zhì)成份20%NaOH液體o設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)(內(nèi)裝式機(jī)械密封一般為0.2～0.4介質(zhì)溫度45C介質(zhì)粘度1070cPMPa),以保證機(jī)械密封端面良好配合,使密封面間3流量30m/h形成有效液膜。密封受力分析如圖2所示。揚(yáng)程
3、18m吸入壓力1.078MPa排出壓力1.272MPa軸功率2.7kW電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)2950r/min按魯姆斯原設(shè)計(jì)該泵機(jī)械密封采用的是約翰克蘭公司8B1-P型內(nèi)裝單端面機(jī)械密封,動(dòng)環(huán)材質(zhì)為石墨,靜環(huán)材質(zhì)為碳化硅,密封沖洗采用自身反沖洗形式。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。Fb(端面受力)=Ft(彈簧力)+Fp(介質(zhì)作用壓力)-Fm(液膜作用壓力)端面比壓的計(jì)算公式為:Pb=Pt+Pp-PmPb=Pt+(K-λ)P其中:d2=50mmd1=32mmd0=38mm22彈簧比壓Pt=Ft(彈簧力)/[π/4(d2-d0)]=0.3MPa(廠家設(shè)計(jì)值)2222載荷系數(shù)
4、K=(d2-d0)/(d2-d1)=0.715膜壓系數(shù)λ=0.742將失效后的克蘭機(jī)械密封解體,其損壞如下:介質(zhì)壓力P=0.45MPa?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·40·化工設(shè)備與管道第40卷可以計(jì)算出原8B1-P型機(jī)械密封端面比壓Pb為鎢具有極高的強(qiáng)度和硬度,良好的耐磨性和抗腐蝕0.28MPa,是符合設(shè)計(jì)規(guī)范的,在正常工作條件下性,這就使雜質(zhì)和結(jié)晶物難以對(duì)其造成損壞。同時(shí)碳是能夠滿足生產(chǎn)要求的。這和實(shí)際情況相吻合,在使化鎢摩擦副具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性
5、,線性膨脹系數(shù)很小,用初期機(jī)械密封并不泄漏,那導(dǎo)致其失效的原因又使其能夠在較高的溫度下保持良好的密封性。輔助是什么呢?這就必須從機(jī)械密封的工作環(huán)境入手,進(jìn)密封環(huán)材質(zhì)我們選用氟橡膠FPM2461,它耐腐蝕、行綜合分析。彈性好,最高工作溫度為250℃。由于該泵處于堿洗塔底部,管道和設(shè)備的銹蝕物以及裂解氣中的雜質(zhì)和重組份聚合物都沉積在塔底,同時(shí)塔內(nèi)NaOH與H2S和CO2組分發(fā)生反應(yīng),生成的Na2S、Na2CO3會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶物。泵入口濾網(wǎng)原為40目,在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常堵塞,使泵抽空,我們把濾網(wǎng)改為20目,基本解決了入口堵塞問題,這同時(shí)也造成進(jìn)入泵體內(nèi)的
6、堿液含有大量的雜質(zhì)和結(jié)晶物。由于采用自身沖洗方式,這些雜質(zhì)和結(jié)晶物不可避免地沉積于密封腔內(nèi),使動(dòng)環(huán)和動(dòng)環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞,導(dǎo)致動(dòng)環(huán)在軸向的動(dòng)作不靈活甚至被卡死,彈簧被腐蝕卡澀,彈性不足,不能提供原設(shè)計(jì)0.28MPa的端面比壓,導(dǎo)致密封面不能良好地貼由于堿液中含有雜質(zhì)和結(jié)晶物,原機(jī)封采用的合,液膜平衡被破壞,這時(shí)密封就會(huì)出現(xiàn)微漏,隨著自身反沖洗形式難以達(dá)到預(yù)期的目的,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)又結(jié)晶物和雜質(zhì)顆粒進(jìn)入摩擦副端面,密封面逐漸被無適合作沖洗液的其它介質(zhì)。有上述條件作保證,再磨損,再加上動(dòng)環(huán)軸向補(bǔ)償不靈,造成密封泄漏量增加上介質(zhì)工作溫度不高(45℃
7、),3055型卡式機(jī)械密加,最終導(dǎo)致密封徹底失效。封在去除自沖洗的條件下,完全可以正常運(yùn)行,這既能降低沖洗帶來的能耗、物耗損失,又能簡(jiǎn)化機(jī)械密3改進(jìn)措施封的日常維護(hù)。根據(jù)密封的失效原因,我們有針對(duì)性地從以下兩臺(tái)濃堿液循環(huán)泵自2001年1月開始使用卡幾個(gè)方面進(jìn)行了技術(shù)改造:式集裝式機(jī)械密封,從現(xiàn)場(chǎng)情況來看密封效果非常(1)改變密封結(jié)構(gòu)形式好,運(yùn)行至今仍沒有任何泄漏跡象,使用壽命達(dá)到了由于介質(zhì)是含有雜質(zhì)的堿液,從密封結(jié)構(gòu)上來2年以上。原8B1-P機(jī)封每套價(jià)格為960元,兩年看采用靜環(huán)補(bǔ)償比原設(shè)計(jì)的動(dòng)環(huán)補(bǔ)償更為適合。根內(nèi)僅機(jī)封備件費(fèi)就節(jié)約1萬余元,
8、原設(shè)計(jì)堿液泵沖據(jù)該泵的具體工況條件,我們選用了艾格3055型卡洗水流量為6L/min,現(xiàn)去除了沖洗水,每年節(jié)約循式單端面機(jī)械密封(集裝式),其主要特點(diǎn)如下:環(huán)水近3
