王邦旭1，李志新2
（1. 中海石油建滔化工有限公司，海南 东方572600；2.中海石油富岛股份有限公司，海南 东方572600）
［摘 要］ 生产运行过程中，中海石油建滔化工有限公司2 500 t/d甲醇装置饱和塔循环水泵机械密封频繁发生泄漏且规律性较强，影响系统的正常运行。为此，对可能引起循环水泵机械密封泄漏的原因逐一进行排查，通过拆检并结合饱和塔循环水泵机械密封结构和运行历史记录，最终确认循环水泵机械密封泄漏的原因是：机械密封冲洗管被结蜡堵塞，冲洗水中断，由于没有了冲洗，缓冲补偿机构的弹性元件周围淤积大量杂质，使缓冲补偿机构不能正常发挥其效能，从而造成机械密封泄漏。采取相应的处理措施后，循环水泵机械密封频繁泄漏问题得以解决。并从故障处理中总结得出，循环水泵机械密封泄漏最常见的原因是密封端面异常磨损和缓冲补偿机构失效，查找其机械密封泄漏原因时应多关注这两个方面。
［关键词］ 饱和塔循环水泵；机械密封；泄漏；原因排查；冲洗水；缓冲补偿机构失效；处理
［中图分类号］ TH311［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）06-0056-02
0 引 言
流体旋转机械，其传动轴贯穿于设备内外，轴与设备之间存在一个圆周间隙，如果设备内压力高于大气压，设备内的介质就会通过此间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，空气则会向设备内泄漏［1］，因此，流体旋转机械需要有一个阻止泄漏的轴封装置。轴封的种类有很多，其中，机械密封因具有泄漏量少、使用寿命长等优点，在工业领域得到了广泛的应用。离心泵常采用机械密封作为轴端密封，而机械密封泄漏是离心泵最常见的故障之一，占离心泵故障率的70%以上，因此，维护好机械密封对确保离心泵的正常运行至关重要。
1 饱和塔循环水泵简介
中海石油建滔化工有限公司2 500 t/d甲醇装置饱和塔循环水泵（J401）由大连深蓝泵业有限公司设计并制造，型号为EAPG300K-500，为卧式单级离心泵，轴端密封采用单端面内装式平衡型机械密封（由John Crane生产），机械密封带有冷却器自冲洗装置，其主要性能及工艺参数为：转速1 480 r/min，流量837.2 m3/h，轴功率182.4 kW；进口压力2.57 MPa，出口压力3.12 MPa，介质温度133 ℃。
2 饱和塔循环水泵故障现象及原因分析
生产运行过程中，2 500 t/d甲醇装置饱和塔循环水泵（简称循环水泵）机械密封频繁发生泄漏，且规律性较强，一般新更换的机械密封使用6个月左右就开始泄漏。
为彻底解决饱和塔循环水泵机械密封频繁泄漏问题，必须先找出症结所在。而可能引起饱和塔循环水泵机械密封泄漏的原因较多，主要在于密封件自身质量及其使用条件，以下逐一进行分析与排查。
2.1 动、静环故障引起机械密封泄漏的排查
机械密封是一种接触式密封，在缓冲补偿机构弹力和介质压力的作用下，动环和静环构成一对摩擦副，如果动环和静环密封端面发生异常磨损，或者动环和静环密封端面不平行，则会引起机械密封泄漏。但从拆下的循环水泵机械密封动环和静环密封端面摩擦痕迹来看，两密封端面摩擦痕迹均匀光亮，无异常磨损；检测动环和静环密封端面摩擦痕迹宽度，其宽度相等，即动环和静环保持平行。由此排除了动、静环故障引起机械密封泄漏的可能。
2.2 辅助密封圈损坏引起机械密封泄漏的排查
循环水泵机械密封辅助密封圈主要有动环辅助密封圈和静环辅助密封圈，其断面形状均为圆形，材料均为三元乙丙橡胶（EPDM），EPDM为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，其耐老化、耐腐蚀和耐热性能均较好。解体检查，发现循环水泵机械密封辅助密封圈完好，仍存在压缩余量，有弹性，无龟裂现象。由此排除循环水泵辅助密封圈损坏引起机械密封泄漏的可能。
2.3 循环水泵振动剧烈引起机械密封泄漏的排查
离心泵振动剧烈对其机械密封的可靠性和使用寿命是有很大影响的。当循环水泵振动剧烈时，机械密封两密封端面被推开，泄漏量增大，同时颗粒杂质易进入密封端面间而加剧磨损。利用便携式振动检测仪VM-63A检测循环水泵轴承箱水平度、垂直度和轴向振动烈度，最大振值为2.3 mm/s，振值未超过标准（＜4.5 mm/s）要求，且解体循环水泵机械密封测量到动环密封端面摩擦痕迹与静环密封端面宽度相等，这也能间接证明循环水泵机械密封泄漏与泵体振动无关。由此排除循环水泵振动剧烈引起机械密封泄漏的可能。
2.4 缓冲补偿机构失效引起机械密封泄漏的排查
饱和塔循环水泵机械密封设计有缓冲补偿机构，其弹性元件由小弹簧组成，作用是使密封端面紧密贴合，防止介质外漏［2］。生产过程中，如果小弹簧断裂或卡涩，会引起机械密封缓冲补偿机构失效，继而造成机械密封泄漏。解体循环水泵机械密封，发现缓冲补偿机构的小弹簧周围存在大量杂质且积蜡严重，影响小弹簧的正常动作；检查循环水泵机械密封冲洗装置，发现冲洗管被结蜡堵塞，冲洗水中断。由此可以判断，由于机械密封冲洗水中断，缓冲补偿机构的小弹簧周围淤积大量杂质，堵塞弹簧，使弹簧不能正常发挥作用，缓冲补偿机构失效造成循环水泵机械密封泄漏。
2.5 小结
通过上述分析与排查，确认饱和塔循环水泵机械密封泄漏的主要原因为：机械密封冲洗管被结蜡堵塞，造成冲洗水中断，缓冲补偿机构的小弹簧周围淤积大量杂质而堵塞弹簧，使弹簧不能正常发挥作用，造成机械密封泄漏。
3 处理措施及效果
更多内容详见《中氮肥》2019年第6期