屏蔽泵在丁二烯装置中的应用

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1、屏蔽泵在丁二烯装置中的应用屏蔽泵在天津丁二烯装置中的应用李成志（中石化股份有限公司天津分公司，天津300271）摘要：本文介绍了屏蔽泵在100万吨乙烯及配套项目丁二烯装置开车及生产运行中发生的问题和使用效果，对屏蔽泵的使用和维护给出了建议。针对英他丁二烯装置中轻怪泵（普通离心泵）密封失效原因进行了简要分析，分析对比了屏蔽泵的工作原理和特点。关键词：轴端密封机械密封离心泵屏蔽泵【作者简介】李成志（1970-）,男，1993年毕业于天津大学机电分校机械制造专业，大专学历。自1995隹开始一直从事炼化设备管理工作，参加过多次设备改造和检修

2、工作，具备一定的现场设备管理经验。联系方式：022-63822388；138201916101•前言：天津100万吨乙烯及配套项目丁二烯装置的物料多数为C4、C5等轻炷介质（属甲A类可燃液体、气体），介质属性：易燃易爆、有毒有害、易汽化。由于机泵轴端密封泄漏造成的事故在化工生产装置和同类装置非常多，所以轻炷泵的轴封泄漏问题历来是炼化装置设备管理和研究的重点对象。针对丁二烯装置轻坯工艺介质的这一特点，在设备选型时输送丁二烯的机泵采用无泄漏泵（屏蔽泵）来解决机泵轴封泄漏问题，尽量防止火灾及爆炸事故的发生。从丁二烯装置开车以來屏蔽泵发生的

3、几次故障分析处理过程中积累了一定的经验，保证了屏蔽泵运行平稳，仅供业内同行参考。2.普通离心泵机械密封泄漏等问题及原因分析2.1机械密封泄漏问题据查，丁二烯装置中轻坯泵原来一般采用普通离心泵（采用普通机械密封或双端面机械密封），存在着密封泄漏机率人、检修频度高的缺陷。特别是当轻炷泵由于汽蚀、抽空、轴承损坏等诱发故障因素存在时，机械密封急剧磨损可致突然破损，现场火灾爆炸的危险性非常大。据统计，在炼化企业采用普通机械密封的离心泵在运行屮发生故障，机械密封泄漏约占30%以上。普通离心泵的轴承、联轴器都是比较容易发牛故障的零部件,占设备故障

4、的比例也在20%左右；其次润滑故障也占到动设备故障的15%左右，这都给装置机泵设备的长期稳定运行带来了隐患。2.2轻炷泵普通机械密封失效原因分析221密封运行工况比较恶劣。轻桂的特点是易挥发、易渗透，根据设计经验，如使机械密封端面液膜不汽化，则机械密封的端面压力就必须大于介质的饱和蒸汽压，因此轻炷泵的端血压力较大；当轻怪泵由于汽蚀、抽空、轴承损坏、电机轴与泵轴不对中引发胁迫振动等诱发故障发生时，使机械密封端面摩擦因数从全液摩擦的0.001-0.05迅速上升到干摩擦的0.20〜1.00或更高，造成密封迅速失效泄漏。2.2.2机械密封辅

5、助设施故障较多。一般机械密封（或双端面机械密封）都有相应的密封辅助设施，这些设施的正常运行与否也直接影响着机械密封的使用寿命，例如密封冲洗液的压力和温度控制等、换热器或滤网的堵塞等问题。当电机或机泵本体的制造质量问题突出时，可直接影响机械密封的使用寿命，例如转子的动平衡超标、轴承质量差等等。安装或检修质量也是密封寿命影响因素之一。2.（无泄漏泵）屏蔽泵特点及使用情况3丄屏蔽泵工作原理为解决轻炷泵的轴封泄漏问题，天津丁二烯装置釆用了屏蔽泵（无泄漏泵），将不可靠的轴端密封取消，变易泄漏的动密封为不易泄漏的静密封，故能从技术上做到完全无泄

6、漏。屏蔽泵和非屏蔽泵的工作原理都是一样的，一般都属于离心式泵。其工作原理是:靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下获得了能量以提高压强（见图1）。图13.2屏蔽泵的优缺点3.2.1屏蔽泵的优点：全封闭、安全性高、泵与电机系一整体（无联轴器）、结构紧凑占地少、拆装不需找正中心、运转平稳，噪声低，不需加润滑油（用输送介质作冷却剂和润滑剂）；使用范围广：对高温、高压、低温、高熔点等各种工况一般均能满足耍求。只耍选型正确，操作条件没有异常变化，在正常运行情况下，屏蔽泵几乎没有什么维修工作量。屏蔽泵完全无泄漏，特别适合输送易燃、易爆、贵重液

7、体和有毒、腐蚀性及放射性液体。3.2.2屏蔽泵的缺点:润滑性差的介质不宜采用屏蔽泵输送。屏蔽泵的效率通常低于单端面机械密封离心泵。长时间在小流量情况下运转，会导致发热、使液体汽化，而造成泵干转，从而损坏滑动轴承。目前，屏蔽泵在大功率、大流量尤其是高温、高压场合仍受到设备制造水平的限制。由于设备结构和制造费用方面的因素，屏蔽泵价格一般较同参数离心泵价格要高。3.3在丁二烯装置屏蔽泵的应用情况由于目前国内在建的丁二烯装置中屏蔽泵的使用具有一定的优势，所以在设备选型中最终选择屏蔽泵这种形式的无泄漏泵。天津丁二烯装置中,输送丁二烯的16台泵

8、采用了大连海密梯克屏蔽泵，屏蔽泵简图见图2。图2屏蔽泵结构简图该型屏蔽电泵部分流体从出口流经电机,经辅助叶轮二次加压后流回出口，使液体带走热量，加压液流压力超过介质的汽化压力，不易汽化。此种结构设计先进，避免了其他屏蔽泵需要外引气相平