焦油泵机封改造解决泄漏故障

【摘要】某装置一台单级离心泵自装置开工运行以来机械密封泄漏严重，运行周期较短，通过对密封在设计、安装、介质影响等方面的分析，找出影响密封系统正常运行的原因，制定措施进行改进，保证设备可靠长期运行。

【关键词】机械密封、泄漏、改造

1 设备及故障简介

某装置一台输送高温焦油离心泵，进口压力：0.02MPa，出口压力：0.7MPa；介质密度：0.86；介质粘度：0.357mPa.s；介质温度150℃；设备转速2950r/min。该泵自安装投用以来一直存在机械密封滴漏。2012年4月，移交检修单位进行检修，更换丹东克隆的C8B-65型集装式机械密封，正常运行10天以后，该泵机械密封再次泄漏，拆卸检查发现机械密封静环碎裂、O型圈失效。

为从根本上解决上述问题，技术小组检查系统工况是否变化，查阅随机资料并与厂家联系，确认泵设计条件是否符合实际，以及对泵及机械密封进行严密测算。最后发现，该泵设计时为柴油泵，安装后由于生产需要改用为焦油泵，输送介质改变较大，同时，丹东克隆为设计生产的C8B-65型集装式机械密封是8系列产品，该系列产品适用于输送轻质油及清洁油品介质的机泵，与该泵的工况条件严重不符。2 机械密封情况说明

该泵前期所用C8B-65型机封，采用多弹簧、单端面、平衡型结构，安装后运行中，由于介质较脏并且含有凝结小颗粒，常常造成机械密封泄漏，运行设备长周期运行，严重影响正常的生产要求。通过查看前几次检修照片及数据，总结机封故障原因，发现造成机封泄漏有一下四方面：

（1）“O”形圈腐蚀变形；

（2）碳化硅静环碎裂；

（3）由于介质粘度较大，机封不能形成良好冲洗，动静环面附近结焦；

（4）机封在设计、选型上存在缺陷。 3 故障处理

鉴于该泵现在输送介质为焦油，温度高、粘性大、易结焦，这也是丹东克隆的C8B-65型机封频发失效原因，而且该介质有较强的腐蚀性，属易燃易爆化学物质，因此要求密封性能良好，不允许泄漏。为解决上述机封频繁泄露问题，技术人员与机封厂家一起根据介质、工况、泵结构以及结合原机封讨论、研究，决定将机封改型，使用R2000B系列机械密封。

原机封C8B-65型及改造后机封R2000B系列如（图1、图2），并针对此泵主要进行以下几方面的改造：

3.1 确定摩擦副的尺寸

该机封仍采用平衡性结构，其要求是平衡系数K值必须小于1，根据现场泵提供的参数，经验公式：Pc=Ps+（k-λ）P，计算机封的端面比压。结合该泵实际工况K值取为0.77-0.82，然后利用端面比压公式及平衡系数K值确定摩擦副尺寸。

3.2 选择材质

波纹管动静环的材质分别采用M106K和超音速喷涂WC，M106K属于浸呋喃树脂石墨，此两种材质主要用于化工制剂，WC拥有较高的硬度，通常用于高温易燃的介质中，安全防护性能好。

3.3 结构选择

同时根据密封腔的局限空间，对机封的结构进行调整，采用内装高背压式密封结构，使密封的效果更加优越。

3.4 波形选择

波纹管采用2000系列的优化波形，有良好的高弹率和追随性，补偿性更强。3.5 辅助密封配合

针对此高温介质，动环选用柔性石墨，静环选用高强石墨垫片，轴套选择聚四氟乙烯楔形圈，保证了密封性能。

4 改造效果及总结

依据GB/T14211-93（机械密封试验方法）对机封装配后分别进行静压和气压试漏，并通过运转试验台试验30min后无泄漏。安装后投入使用正常，无故障运行达到了10个月，满足装置长周期平稳运行要求。

作为该装置焦油介质外送泵机械密封泄露典型问题，引起我们足够的重视，通过对介质，工况及密封在设计、安装、运行响等方面的分析，找出影响密封系统正常运行的原因，制定措施进行改进，保证设备可靠长期运行。同时也为解决其他机泵类似问题做一个有效的参考。