柴油加氫裂化裝置HXB雙殼體多級高壓離心泵機械密封沖洗系統改造

趙 航

柴油加氫裂化裝置HXB雙殼體多級高壓離心泵機械密封沖洗系統改造

趙 航

（浙江石油化工有限公司，浙江 舟山 316200）

介紹了浙江石油化工有限公司二期350萬t·a-1柴油加氫裂化裝置HXB雙殼體多級高壓離心泵（二段加氫進料泵）機械密封沖洗系統介質改造的情況。針對離心泵機械密封使用中泄漏問題、機械密封拆解以及機械密封沖洗系統介質改造后的運行等提出了可行性意見及大量實踐數據，通過對HXB雙殼體多級高壓離心泵機械密封沖洗系統介質的改造，進一步保證設備長期穩定運行。

離心泵；機械密封；沖洗系統；柴油加氫

1 裝置工藝簡述

浙江石油化工有限公司 4 000 萬t·a-1煉化一體化項目350萬t·a-1柴油加氫裂化裝置，由中國石化洛陽工程有限公司設計。該裝置采用UOP公司提供的固定床兩段式全循環柴油加氫裂化技術。UOP提供全套的加氫裂化催化劑，該催化劑系統具有脫金屬、加氫精制、加氫裂化等功能。裝置以直餾柴油、催化柴油、漿態床渣油加裂裝置柴油和石腦油為原料，主要生產催化重整裝置原料重石腦油，副產輕石腦油。該裝置同時設置輕烴回收及產品精制部分，將本裝置及蠟油加氫裂化裝置的粗石腦油、酸性氣、低分氣，蠟油加氫處理裝置的酸性氣、低分氣，柴油加氫精制裝置的酸性氣、低分氣，石腦油加氫裝置的酸性氣進行輕烴回收及精制，生產精制液化氣和脫硫干氣、脫硫低分氣。

裝置由反應部分（含兩段反應部分、循環氫脫硫、循環氫壓縮機）、新氫壓縮機部分、分餾部分、輕烴回收部分、產品精制部分組成。

2 離心泵及輔助系統概況

2.1 離心泵概況

350萬t·a-1柴油加氫裝置二段加氫進料泵（P-1002）是裝置關重要設備之一，由嘉利特荏原泵業有限公司制造，型號為8X10X14-9stgHDB，驅動設備是由佳木斯電機股份有限公司生產的異步感應鼠籠式電機，型號為YAKS630-2WTHE2，轉速 2 980 r·min-1，功率為2 500 kW。設備主要用來將二段原料緩沖罐V-1002內原料柴油經二段原料泵升壓至14.282 MPa后，與循環氫混合進入R-1002反應器，起到原料增壓、物料輸送作用，同時控制原料反應溫升，最大限度延長催化劑使用壽命。離心泵機械密封采用約翰克蘭（進口）公司生產的雙端面機械密封。

2.2 機械密封沖洗系統概況

機械密封沖洗系統是HXB雙殼體多級高壓離心泵機械密封系統的主要附件，主要包括蓄能器、換熱器、機械密封、補液系統、管道、壓力傳感器、溫度傳感器以及壓力表組成，如圖1所示。

圖1 機械密封沖洗系統參考模型

3 機械密封沖洗系統作用及使用方法

3.1 機械密封沖洗系統作用

HXB雙殼體多級高壓離心泵機械密封沖洗系統為PLAN 53B（強制循環密封液的雙端面密封）。PLAN53B沖洗系統有以下作用：

1）沖洗與散熱。必須控制液封產生的熱量，這可以通過用液體沖洗密封腔以帶走熱量并控制溫度上升而實現。

2）降低液溫。在某些情況下，液溫過高以致影響了密封性能。在此類情況下，必須降低溫度以提高液體的性能。

3）改變密封腔壓力。在某些情況下，需要增加或降低密封腔壓力以提高性能。這可以通過抑制蒸發或減少密封件的熱負荷實現。

4）清潔工藝液體。如果工藝液體包含不適當的固體顆?；蛭廴疚?，則需要清潔密封腔內的液體。在極端的情況下，可能還需要從密封系統外部提供清潔的液體。

5）控制密封件的大氣側。由于工藝液體與大氣接觸，因此它們可能會變干、結晶或結焦。防止與大氣相互作用，以免對密封性能產生不利影響。

3.2 機械密封沖洗系統使用方法及工作原理

PLAN 53B在正式投用之前，進行檢查和熟悉所有設備的說明書，特別是安全警告。對于PLAN53B系統而言，對蓄能器進行預充壓力，檢查氣囊中的預充壓力值，如有需要從氮氣瓶給氣囊再次充氣，壓力值根據蓄能器工作壓力值執行。打開入口管線的連接，排氣閥或者排氣絲堵，通過入口連接使用補液系統向系統中注入20#白油作為隔離液，直到隔離液從排氣孔連接處流出，關閉排氣閥持續向系統加壓，直到隔離器液的壓力達到最大工作壓力。仔細檢查所有的連接點，確認是否存在泄漏。2PLAN53B流程如圖2所示。

圖2 PLAN53B流程示意圖

PLAN 53B工作原理：促進流動依靠熱虹吸裝置，它是靠進出口管線的溫度不同，所引起的流體密度不同來達到目的的。它與蓄能器高于密封一定的高度結合，來產生足夠的壓頭使得液體循環。

4 機械密封泄漏分析及改造措施

4.1 機械密封泄露分析

HXB泵機械密封泄漏的原因包括：機械密封安裝有誤、機械密封磨穿、機械密封的O型圈損壞、節流套間隙過大、O型圈封蓋損壞、沖洗液流量不足、沖洗液壓力不足、沖洗液溫度不正常。在此次柴油加氫裝置P-1002非驅動端機械密封泄漏中發現，泄漏介質為柴油（增壓介質）。隨后對機械密封進行拆解，在拆解中發現沖洗介質側補償環面內徑上有顆粒附著，非補償環環面上有變色現象，如圖3所示。

圖3 機械密封拆解后補償環

4.2 機械密封沖洗系統改造

根據對機械密封拆解檢查發現沖洗介質側補償環面內徑上有顆粒附著，非補償環環面上有變色現象，判斷為沖洗介質（10#白油）結焦造成。

PLAN53B沖洗介質為10#白油，使用最高溫度120～180 ℃，柴油加氫進料泵增壓介質溫度為165 ℃，增壓后溫度高于180 ℃，長期使用造成機械內部結焦，長期阻塞沖洗通道，熱量無法帶走，以至于非補償環過熱變色機械密封泄漏。根據分析判斷情況將沖洗介質由10#白油改為導熱油。導熱油與10#白油相比使用溫度更高，閃點相近。沖洗介質標準對比如表1所示。

HXB雙殼體多級高壓離心泵機械密封沖洗系統PLAN 53B在更換介質后進行為期3個月的使用情況對比。進行一個月時，機械密封泄漏量相同，沖洗油出口溫度用10#白油為介質的設備高于用導熱油的設備；進行第二個月時，使用10#白油為介質的機械密封有明顯滲漏現象，但低于正常機械密封泄漏標準可以正常使用；當進行第三個月時，使用10#白油為介質的機械密封泄漏量高于指標，更換機封，而使用導熱油為沖洗介質的機械密封運行正常。改造后使用情況對比如表2所示。

表1 沖洗介質標準對比圖

表2 改造后機械密封使用情況對比

5 結束語

1）HXB雙殼體多級高壓離心泵機械密封沖洗系統PLAN 53B更換介質需要與廠家溝通，設計把關，根據現場工藝與設備實際情況進行改造。

2）對于機械密封沖洗系統改造介質后試運行，要在工程師與廠家在場的情況下進行，發現問題及時停泵處理，避免造成不必要的事故。

3）將機械密封改造沖洗系統YLAN53B介質10#白油換為導熱油試運前，各方要特別注意導熱油介質壓力，機泵啟動前導熱油壓力絕不能低于1.0 MPa，沖洗系統內部絕不能有空氣，介質保持清潔，要檢查系統冷卻器內冷卻水投用，做好溫度遠傳、壓力遠傳等儀表部位的檢查和抽檢工作，防止運行過程中出現數據錯誤等問題。機泵調試過程中，要嚴格控制人員流動，無關人員不允許進入機泵區域。

4）機械密封沖洗系統調試工作完成后，在系統正式投用之前，要注意觀察沖洗系統介質導熱油的壓力，檢查機械密封的靜態滲漏情況，如24 h泄漏量大于標準，那么將進行機械密封維修處理。

[1] 牛志峰，張志剛，李慶春，等.對中壓循環水泵機封泄漏的探索和改進[J].化工管理，2017（13）：144-145.

[2] 彭濤.離心泵機械密封泄漏現象及維護對策研究[J].現代制造技裝備，2021，57（6）：127-128.

[3] 周立強.離心泵機械密封的改造與應用[J].聚氯乙烯，2019，47（12）：28-31.

[4] 唐偉博，呂昌彥，賈坤，等.化工離心泵機械密封失效的原因分析和防范措施[J].科技視界，2019（21）：65-66.

[5] 丁建，林驍，欒世林，等.離心泵機械密封泄漏原因分析及對策[J].石化技術，2019，26（5）：50.

[6] 劉帥.淺談離心泵機械密封的應用[J].中國金屬通報，2019（4）：90.

[7] 徐小明.離心泵用機械密封泄漏原因分析及維修[J].技術與市場，2018，25（10）：139.

[8] 滕猛.離心泵機械密封的失效分析及改造[J].山東化工，2018，47（7）：79-80.

[9] 蔣建國，李躍杰，吉喆.多級離心泵機械密封連續泄漏研究[J].化工管理，2017（20）：22.

[10] 張錦，于勝栓，王天博.離心泵機械密封沖洗方案選用淺析[J].石油和化工設備，2016，19（9）：81-83.

[11] 呂亞云.脫硫裝置水洗循環泵機封沖洗案例分析[J].水泵技術，2021（5）：41-43.

[12] 張營營.機械密封沖洗方案[J].化工設計通訊，2018，44（7）：130-131.

[13] 馬劍崢，劉榮，楊欣梓，等.化工機械密封泄露問題與維修策略研究[J].甘肅科技縱橫，2019，48（10）：27-29.

[14] 劉華德.無注水機械密封在串聯渣漿泵中的應用[J].遼寧化工，2009，38（10）：761-763.

[15] 孫博，于明，李長喜，等.乙烯裝置急冷油泵機械密封改造[J].當代化工，2019，48（10）：2396-2398.

[16] 周殿瑩，趙海金，張翠梅.循環水泵密封的改進[J].當代化工，2018，47（7）：1423-1425.

[17] 高鵬翔，宋濤，魏敬省，等.反應器進料泵機械密封失效分析及改進[J].當代化工，2011，40（11）：1155-1157.

[18] 陳敏男.高危介質雙密封機泵的應用及其常見沖洗方案的使用注意事項[J].當代化工，2017，46（11）：2366-2368.

[19] 羅宏.機械密封泄漏的原因和解決措施[J].設備管理與維修，2018（16）：186-188.

[20] 吳建輝，卜琛亮，李寶強.精制柴油泵機封泄漏原因淺析和改進措施[J].設備管理與維修，2016（04）：91-92.

Modification of Mechanical Seal Flushing System of Double-shell Multistage High-pressure Centrifugal Pump HXB in Diesel Hydrocracking Unit

（Zhejiang Petrochemical Co., Ltd., Zhoushan Zhejiang 316200, China）

The medium transformation of mechanical seal flushing system of HXB double-shell multistage high-pressure centrifugal pump (second-stage hydrogenation feed pump) in the second-stage 3.5 Mt·a-1diesel hydrocracking unit of Zhejiang Petrochemical Company Limited was introduced. In view of the leakage problem of centrifugal pump mechanical seal in use, disassembly of mechanical seal and operation of mechanical seal flushing system after medium modification, t feasible opinions and a large amount of practical data were put forward. Through medium modification of mechanical seal flushing system of HXB double-shell multistage high-pressure centrifugal pump, the long-term stable operation of equipment was further ensured.

Centrifugal pump; Mechanical seal; Flushing system; Medium; Diesel oil hydrofining

2022-04-04

趙航（1993-），男，吉林省松原市人，助理工程師，2015年畢業于吉林工業職業技術學院，研究方向：化工設備管理。

TQ051

A

1004-0935（2023）01-0084-03