如何解决重催原料泵密封运行周期短的问题
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作者: 程文杰
[摘 要]一重催原料泵是整个一重催装置的关键设备，是整个工艺流程的源头设备，在生产环节中必不可少，其稳定的运行关系到装置的长周期运行，对装置的安全和效益起着极其重要的作用。
[关键词]重催原料泵 密封运行 周期短 解决办法
中图分类号：L84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0349-01
一、现状调查
1、原料泵工艺流程
装置用的混和蜡油和减压渣油分别由输转9#、10#罐和一套、二套减压渣油线用泵（P201/1-4）抽进装置内的静态混合器（D214）混和后，进入原料缓冲罐，然后用原料泵P201AB抽出与油浆换热，原料泵P201AB是物料进出装置的必要条件，此泵一旦出现问题无法运行整个装置所需的原理无法供给，装置将面临着停工，所以原料泵P201在装置中起着至关重要的作用。
2、近几此P201AB的检修时间和运行时间
从表1可以看出，原料泵P201A机械密封在检修后大约300多小时后就出现密封泄漏现象，严重危害着装置的平稳运行，造成经济效益的损失和浪费，加重了检修人员的检修负担，解决密封运转周期短，提高密封寿命是一项十分艰巨和重要的任务
二、确定目标值
1、确定目标的必要性
P201AB原料泵是一重催装置的源头的设备，为后续工艺流程提供原料，一旦其出现问题整个生产就无法正常运行，密封泄漏后检修时一项十分复杂的任务，机泵放空泵体内存留的大量原油无法继续利用，对能源是一种浪费，同时检修更换密封价格昂贵，增加了企业成本
2、确定目标的依据
通过对2011年到2013年原料泵机械密封检修后泄漏时间调查，从表-1数据中可以看出密封检修后运行时间较短，对装置生产的平稳运行产生十分严重的影响，为炼油厂装置的平稳运行。小组成员围绕装置机械密封泄漏开展QC活动，制定有效的措施并实施，提高密封运转时间。本次活动确定目标充分考虑机械密封的结构和运转环境，通过小组的努力一定会达到目标值。
三、确定主要原因
小组成员对因果分析图中的末端因素进行逐一分析验证，通过查找设备、工艺运行参数，设备故障统计，确定主要原因：
原因之一：介质温度低、粘度大、含杂质。
一重催原料油泵P201AB，介质为原料油，操作温度75℃，介质粘度较大，易在摩擦副处堆积粘结，导致动静环密封面开启，造成密封泄漏
结论：P201AB原料泵机械密封运行在高粘度介质中运行导致密封运行周期短，应采取措施改善密封运行环境，可以依据API682标准选用合适冲洗系统对密封运转环境进行改善
原因之二：密封辅助系统不完善，密封运转环境恶劣。
此方案虽然能优化密封运行环境但是其选用冲洗液冷却水不能适用于介质，不能冲洗掉高粘度的介质，应采用水蒸汽降低介质粘度，对密封背部的介质有很好的冲洗作用，此外还应该增加PLAN11冲洗方案对密封进行冲洗。
我们还可以选用API682标准的PLAN32冲洗方案，但是考虑的成本问题，我们最终采用PLAN11+PLAN62组合方案
结论：机械密封辅助系统不完善致使密封运行环境恶劣，是密封运行周期短，产生泄漏的一个非常重要的原因。
原因之三：机械密封结构不合理。
该原料泵密封选用DTM90密封，为丹东克隆集团生产的多弹簧密封，补偿系统采用小弹簧结构，外渗介质易阻塞弹簧的补偿能力，造成密封的失效泄漏，针对介质的特性易选用此结构型式密封
将弹簧外置从而解决了弹簧的补偿能力失效问题，动静环密封面选用硬对硬材质，增加了耐磨性，减少淤塞，同时对机械密封的比压和型式进行核对，为了使蒸汽均匀的进入密封背部在机械密封静环背部加一水环套，使冲洗效果更好。
结论：这种结构型式解决了密封的弹簧补偿失效问题和密封面的磨损问题，对密封运转时间的增长有很好的作用。
原因之四：工艺操作不稳定。
在装置开停工和切换泵的过程中可能出现操作不稳定，流量低，抽空现象，还可能存在预热阀门开启，跨线阀门未关闭引起的设备反转问题，上述现象都能造成密封的磨损导致泄漏，同时在启动泵的时候密封的辅助系统必须先投用。
结论：合理稳定的操作是机械密封寿命增加的一个重要条件。
四、对策实施
实施一：由程文杰提机泵结构变更方案交机动处，机动处审批同意后联系装置设备技术员外委化建施工完成，泵出口无预留冲洗孔，从泵出口放空线阀门前端引冲洗线至机械密封冲洗腔内完成自冲洗改造，冲洗线上加阀门和限流孔板控制冲洗液流量。
实施后，密封运转时间有所改善，由检修后运行时间360小时延长至1300小时左右。
实施二：由陈喜明提出增加封油或者蒸汽冲洗方案，程文杰查找API682标准，制定更改方案，增加封油和用蒸汽背部冲洗均适用与原料泵，但考虑到能耗与成本选用蒸汽背部冲洗的PLAN62冲洗方案，程文杰提出设备结构变更申请，陈喜明联系装置设备技术员提供蒸汽源，装置设备技术员外委化建施工，割除原冷却水冲洗管线，外引蒸汽管线替代冷却水管线完成冲洗。
实施后，密封运行时间有比较明显的改善。
实施三：针对机械密封本体结构这方面有程文杰联系机械密封制造厂家，对机械密封的参数和其结构是否适合此工况进行了探讨和咨询，最终和厂家达成一致将此密封改为弹簧外装式结构，密封面选用硬对硬结构型式，在静环背部增加一水环套。
实施后，原料泵机械密封运转时间能达到8000小时完成目标值。
实施四：针对操作不稳定，流量变化，设备反转，密封辅助系统的投用顺序引起的密封泄漏问题，我们联系生产装置技术员，展开对合理操作的培训。
经过培训操作工对此泵有了更深的认识和对此泵的操作熟练程度和水平有了提高。
五、效果检查
小组经PDCA循环，经过3、4、5、月份的实施、检查，并经6、 7、8、9四个月的巩固后，密封的运转时间明显改善，至今未发生机械密封泄漏现象。
经济效益分析：
活动前原料泵机械密封检修次数大约每年5次，且检修后密封一直存在微量泄漏，大约每分钟5滴，活动后每年只检修一次且不存在泄漏问题。
更换机械密封节约费用
此泵为两端支撑结构，有两套密封，检修5次需更换10套机械密封，每套密封单价为5200元
5200*10-5200*2=41600元
检修时泵内原油、轴承箱内润滑油和机械密封常年渗漏造成经济损失大约为50000元
共产生直接经济效益为
41600+50000=91600元
同时无法用经济衡量的时其稳定运行保障着装置的稳定生产
六、巩固措施
1、减少误操作引起的密封泄漏；
2、检查密封冲洗系统管线是否通畅；
3、提高安装质量避免因安装问题造成的机械密封泄漏。
七、遗留问题及打算
原料泵机械密封采用API682标准的PLAN62方案的蒸汽背部冲洗过程中，产生蒸汽从转子轴向位置泄漏问题，泄漏的蒸汽可能进入原料泵轴承箱引起润滑油品变质乳化。
小组下一轮PDCA循环将《改造原料泵机械密封结构，减少蒸汽轴向泄漏》为课题开展活动，为阻断蒸汽泄漏进行攻关。
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