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【摘要】本文通过对脱氢氰酸塔釜液泵P-118的运行周期短的原因进行分析，提出了相应的解决办法，并将之应用于泵的实践改造中，成功延长了P-118泵的运行周期。
【关键词】丙烯腈；釜液泵；机械密封；泄漏；改进
引言
在石油化工生产中，丙烯腈是重要的化工产品，它是合成橡胶、合成纤维和合成树脂的重要单体，例如丙烯腈与丁二烯共聚可制得丁腈橡胶，具有良好的耐磨性、耐寒性和耐油性。兰州石化公司石化厂丙烯腈联合车间主要生产的化工产品就是丙烯腈，其中脱氢氰酸塔T106是整套丙烯腈生产工艺中十分重要的设备，它能否被正常的使用，关乎到丙烯腈产品的产出。而T106脱氢氰酸塔釜液泵P-118能否正常稳定的运行，又影响到T106塔的正常使用，所以，T106釜液泵P-118是丙烯腈生产装置中的关键设备。P-118泵的型式为离心泵，工作介质为AN+11%水，温度为86℃，轴封形式为机械密封。在实际生产运行当中，该泵运行周期平均只有两个月，其总是出现机械密封泄漏的故障，而该泵的物料主要是粗丙烯腈，丙烯腈是一种无色有刺激性气味的液体，剧毒性质，且易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，所以P-118泵的泄漏故障不仅缩短了其运行周期，严重影响了生产，增加了装置的能耗、物耗以及备件的损耗，而且污染了环境，排污成本大幅增加。因此，有必要查找T106釜液泵P-118故障频发的原因，并对其进行相应的技术改造，以降低其运行成本和对环境的污染。
一、机械密封的基本原理介绍
机械密封是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在补偿机构弹力和流体压力的共同作用下以及相应辅助密封的配合下保持紧密贴合并可相对滑动的密封装置。机械密封的主要部件有：动、静环组成的端面摩擦副、弹性元件、辅助密封、防转件、传动件和紧固件等。其中弹性元件可以起到补偿以及预紧的作用，动环可作轴向移动，从而自动补偿密封面间的磨损，保证与静环之间的紧密贴合。机械密封的种类有很多，如接触式和非接触式机械密封，内装式和外装式机械密封，单弹簧式和多弹簧式机械密封，等等。
二、对P-118泵泄漏原因的分析
T106脱氢氰酸塔釜液泵P-118原有的机械密封为金属波纹管式单端面机械密封，因为该泵泄漏故障频发，所以应对其原有的机械密封进行分析。
（一）弹性元件
在P-118泵发生泄漏故障后，对其进行维修的过程中，发现拆卸下来的机械密封大都有波纹管断裂的情况发生，检查P-118泵原有的机械密封，发现其波纹管波谷处有大量的有机物脏料垢结，导致波纹管弹性减弱甚至丧失弹性。
（二）摩擦副
P-118泵原有金属波纹管式机械密封的动环材料为石墨，静环材料为硬质合金，对其密封面进行观察可发现，动环表面有不均匀磨损的形状出现，且有固体颗粒物聚积在密封面上，说明摩擦副间的磨损情况比较严重。
（三）辅助密封
原机械密封的辅助密封圈拆卸下来后，发现其出现了严重的老化情况，已没有了弹性，不能正常使用。
（四）原因归纳
由于T106釜液泵P-118的工作介质为AN+11%水，即主要为粗丙烯腈，物料中含有很多杂质，所以物料很脏。由于物料脏，泵在停车期间不运转而使得原有机械密封波纹管的波谷处垢结了大量的结晶脏料，使得波纹管弹性减弱甚至失去弹性。动环在波纹管失弹的情况下，就无法自动补偿密封面间的磨损，从而使得有机物杂质进入到密封面间，加剧了密封面间的磨损。又因为泵在停车期间没有经常性的进行盘车，开车以后会产生较大的扭矩作用在波纹管上，已被脏料垢结而丧失弹性的波纹管很容易出现断裂的情况。
三、改进措施
（一）弹性元件问题的解决
因为P-118泵的原机械密封为金属波纹管式单端面机械密封，波纹管与工作介质直接接触，从而使波纹管波谷处易存留残余介质，泵在停车期间不运转使得波纹管波谷处的残留介质有部分结晶而垢结在波谷处，从而使波纹管逐渐丧失弹性。鉴于此种情况，可采用将原有金属波纹管式机械密封改为双端面机械密封的办法。因为双端面机械密封有两道端面密封，若一级密封失效，二级密封仍可以起到密封的作用，防止泄漏的能力大大增强；且双端面机械密封一般都设有外供密封液系统，向密封腔内引入的封液可以起到润滑、堵封和冷却的作用，改善了机械密封的环境。所以将P-118泵原有的机械密封改为双端面机械密封，并且加设外供冲洗液系统，冲洗液可以冲洗摩擦副以改善机械密封的环境，而且弹性元件不和工作介质直接接触，也防止了弹性元件由于杂质垢结而失弹断裂的情况发生。
（二）摩擦副的改进
由于P-118泵的工作介质为AN+11%水的混合物，所以物料较脏，所含杂质较多。为防止有固体颗粒物杂质进入到密封面间而加剧密封面的磨损，可采用碳化硅对碳化硅这样的硬对硬摩擦副配对方式。
（三）其他相关措施
在P-118泵停车期间要经常盘车，且在泵开车前，要对其过滤器进行清理，以保证物料能够相对清洁一些，减少物料过脏对机械密封的影响。
结论
由于P-118泵有两台，其中一台备用，所以按照上述改进措施对T106脱氢氰酸塔釜液泵P-118A进行改进，改进后机泵运行正常，通过跟踪记录发现，P-118A泵的运行周期已从原先的两个月提升至六个月左右（如图1所示）。将机泵解体后检查其机械密封，发现双端面机械密封的弹性元件弹性良好，能正常使用；动、静环表面磨损程度非常小，不影响使用。通过以上检查结果，可以证明P-118泵改进成功，其运行周期被大幅延长。
参考文献
[1]顾永泉.机械密封实用技术.北京：机械工业出版社，2001.
[2]张湘亚，陈弘.石油化工流体机械.山东东营：石油大学出版社，1996.
【关键词】丙烯腈；釜液泵；机械密封；泄漏；改进
引言
在石油化工生产中，丙烯腈是重要的化工产品，它是合成橡胶、合成纤维和合成树脂的重要单体，例如丙烯腈与丁二烯共聚可制得丁腈橡胶，具有良好的耐磨性、耐寒性和耐油性。兰州石化公司石化厂丙烯腈联合车间主要生产的化工产品就是丙烯腈，其中脱氢氰酸塔T106是整套丙烯腈生产工艺中十分重要的设备，它能否被正常的使用，关乎到丙烯腈产品的产出。而T106脱氢氰酸塔釜液泵P-118能否正常稳定的运行，又影响到T106塔的正常使用，所以，T106釜液泵P-118是丙烯腈生产装置中的关键设备。P-118泵的型式为离心泵，工作介质为AN+11%水，温度为86℃，轴封形式为机械密封。在实际生产运行当中，该泵运行周期平均只有两个月，其总是出现机械密封泄漏的故障，而该泵的物料主要是粗丙烯腈，丙烯腈是一种无色有刺激性气味的液体，剧毒性质，且易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，所以P-118泵的泄漏故障不仅缩短了其运行周期，严重影响了生产，增加了装置的能耗、物耗以及备件的损耗，而且污染了环境，排污成本大幅增加。因此，有必要查找T106釜液泵P-118故障频发的原因，并对其进行相应的技术改造，以降低其运行成本和对环境的污染。
一、机械密封的基本原理介绍
机械密封是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在补偿机构弹力和流体压力的共同作用下以及相应辅助密封的配合下保持紧密贴合并可相对滑动的密封装置。机械密封的主要部件有：动、静环组成的端面摩擦副、弹性元件、辅助密封、防转件、传动件和紧固件等。其中弹性元件可以起到补偿以及预紧的作用，动环可作轴向移动，从而自动补偿密封面间的磨损，保证与静环之间的紧密贴合。机械密封的种类有很多，如接触式和非接触式机械密封，内装式和外装式机械密封，单弹簧式和多弹簧式机械密封，等等。
二、对P-118泵泄漏原因的分析
T106脱氢氰酸塔釜液泵P-118原有的机械密封为金属波纹管式单端面机械密封，因为该泵泄漏故障频发，所以应对其原有的机械密封进行分析。
（一）弹性元件
在P-118泵发生泄漏故障后，对其进行维修的过程中，发现拆卸下来的机械密封大都有波纹管断裂的情况发生，检查P-118泵原有的机械密封，发现其波纹管波谷处有大量的有机物脏料垢结，导致波纹管弹性减弱甚至丧失弹性。
（二）摩擦副
P-118泵原有金属波纹管式机械密封的动环材料为石墨，静环材料为硬质合金，对其密封面进行观察可发现，动环表面有不均匀磨损的形状出现，且有固体颗粒物聚积在密封面上，说明摩擦副间的磨损情况比较严重。
（三）辅助密封
原机械密封的辅助密封圈拆卸下来后，发现其出现了严重的老化情况，已没有了弹性，不能正常使用。
（四）原因归纳
由于T106釜液泵P-118的工作介质为AN+11%水，即主要为粗丙烯腈，物料中含有很多杂质，所以物料很脏。由于物料脏，泵在停车期间不运转而使得原有机械密封波纹管的波谷处垢结了大量的结晶脏料，使得波纹管弹性减弱甚至失去弹性。动环在波纹管失弹的情况下，就无法自动补偿密封面间的磨损，从而使得有机物杂质进入到密封面间，加剧了密封面间的磨损。又因为泵在停车期间没有经常性的进行盘车，开车以后会产生较大的扭矩作用在波纹管上，已被脏料垢结而丧失弹性的波纹管很容易出现断裂的情况。
三、改进措施
（一）弹性元件问题的解决
因为P-118泵的原机械密封为金属波纹管式单端面机械密封，波纹管与工作介质直接接触，从而使波纹管波谷处易存留残余介质，泵在停车期间不运转使得波纹管波谷处的残留介质有部分结晶而垢结在波谷处，从而使波纹管逐渐丧失弹性。鉴于此种情况，可采用将原有金属波纹管式机械密封改为双端面机械密封的办法。因为双端面机械密封有两道端面密封，若一级密封失效，二级密封仍可以起到密封的作用，防止泄漏的能力大大增强；且双端面机械密封一般都设有外供密封液系统，向密封腔内引入的封液可以起到润滑、堵封和冷却的作用，改善了机械密封的环境。所以将P-118泵原有的机械密封改为双端面机械密封，并且加设外供冲洗液系统，冲洗液可以冲洗摩擦副以改善机械密封的环境，而且弹性元件不和工作介质直接接触，也防止了弹性元件由于杂质垢结而失弹断裂的情况发生。
（二）摩擦副的改进
由于P-118泵的工作介质为AN+11%水的混合物，所以物料较脏，所含杂质较多。为防止有固体颗粒物杂质进入到密封面间而加剧密封面的磨损，可采用碳化硅对碳化硅这样的硬对硬摩擦副配对方式。
（三）其他相关措施
在P-118泵停车期间要经常盘车，且在泵开车前，要对其过滤器进行清理，以保证物料能够相对清洁一些，减少物料过脏对机械密封的影响。
结论
由于P-118泵有两台，其中一台备用，所以按照上述改进措施对T106脱氢氰酸塔釜液泵P-118A进行改进，改进后机泵运行正常，通过跟踪记录发现，P-118A泵的运行周期已从原先的两个月提升至六个月左右（如图1所示）。将机泵解体后检查其机械密封，发现双端面机械密封的弹性元件弹性良好，能正常使用；动、静环表面磨损程度非常小，不影响使用。通过以上检查结果，可以证明P-118泵改进成功，其运行周期被大幅延长。
参考文献
[1]顾永泉.机械密封实用技术.北京：机械工业出版社，2001.
[2]张湘亚，陈弘.石油化工流体机械.山东东营：石油大学出版社，1996.