邢趙中 慕雪梅 仇國(guó)賢

（中國(guó)石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，甘肅 蘭州 730060）

延長(zhǎng)中試裝置軸流泵機(jī)械密封使用周期的探索

邢趙中 慕雪梅 仇國(guó)賢

（中國(guó)石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，甘肅 蘭州 730060）

軸流泵是聚丙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備，機(jī)械密封是否正常關(guān)系軸流泵的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)磨損機(jī)械密封部件原因分析，對(duì)應(yīng)采取措施，提高了機(jī)械密封的使用壽命。

軸流泵；聚丙烯；機(jī)械密封

中國(guó)石油天然氣股份有限公司石油化工研究院下屬75Kg/h聚丙烯中試裝置是目前國(guó)內(nèi)最大聚丙烯中試裝置。該裝置自2009年6月11日投用以來(lái)運(yùn)行平穩(wěn)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

本文簡(jiǎn)單介紹了裝置中由LAWRENCE PUMPS公司供貨的軸流泵。由于中試裝置承擔(dān)試驗(yàn)任務(wù)特性導(dǎo)致停開(kāi)頻繁，國(guó)內(nèi)大多同類中試裝置軸流泵機(jī)械密封使用壽命為 6個(gè)月。本文對(duì)軸流泵機(jī)械密封磨損情況簡(jiǎn)單介紹，希望對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置軸流泵的穩(wěn)定運(yùn)行有所幫助。

1 軸流泵簡(jiǎn)介

1.1 軸流泵的結(jié)構(gòu)

軸流泵是葉片式泵的一種，它輸送的液體不像離心式泵那樣沿徑向流動(dòng)，而是沿泵軸方向流動(dòng)的，所以稱為軸流泵。根據(jù)軸流泵安裝的位置可分為立式，斜式和臥式三種。根據(jù)葉片是否能調(diào)節(jié)迎角，分為固定式，半調(diào)節(jié)式和全調(diào)節(jié)式。通過(guò)葉片迎角的變化，可以調(diào)節(jié)泵的流量和揚(yáng)程。它主要由泵體，泵軸，葉輪，導(dǎo)葉裝置和進(jìn)出口管等組成。葉輪一般由2-6片彎曲葉片組成。導(dǎo)葉裝置外形成圓錐形或圓柱形。其作用是為了消除液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并使之轉(zhuǎn)化為靜壓能，是液體流經(jīng)導(dǎo)葉片所構(gòu)成的流道后增加壓力，提高泵的效率。進(jìn)口管為喇叭形的，出口通常為60或90的彎管，改變流體的流動(dòng)方向，如圖1。

圖1 軸流泵剖面示意圖

1.2 軸流泵的工作原理

軸流泵的工作原理與電風(fēng)扇相同，輸送液體不是依靠葉輪對(duì)液體的離心力，而是利用旋轉(zhuǎn)葉片的推力是輸送的液體沿泵軸方向流動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸旋轉(zhuǎn)后，由于葉片與泵軸軸線有一定的螺旋角對(duì)流體產(chǎn)生推力(升力)，將液體沿排出管推出，后面的液體沿進(jìn)口管被吸進(jìn)葉輪中。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，泵不斷地吸入和排出液體。軸流泵是一種高比轉(zhuǎn)速的泵，一般在 500～1000之間，因?yàn)楸绒D(zhuǎn)速越大，則揚(yáng)程越低，而流量越大。所以其最大特點(diǎn)是揚(yáng)程低而流量大。

1.3 軸流泵機(jī)械密封

來(lái)自外部的沖洗丙烯從殼體接口進(jìn)入通過(guò)襯套與軸套間隙流向葉輪方向，進(jìn)入環(huán)管與漿料混合。雙受壓密封使用兩個(gè)密封裝置。兩個(gè)密封裝置在隔離液中運(yùn)作。隔離液的壓力高于沖洗丙烯壓力約0.25～0.3MPa，防止沖洗丙烯及丙烯漿料竄入密封副。除了冷卻和潤(rùn)滑兩個(gè)密封外，隔離液還起到將運(yùn)作從大氣中隔離的作用?？赏ㄟ^(guò)熱虹吸來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)循環(huán)，如圖2。

圖2 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)

2 機(jī)械密封損壞及分析

運(yùn)行以來(lái)經(jīng)過(guò)幾次檢修，從拆解情況看，存在以下現(xiàn)象：（1）介質(zhì)側(cè)密封面中間磨損嚴(yán)重。（2）密封內(nèi)存在絮狀雜質(zhì)和介質(zhì)顆粒。（3）補(bǔ)償環(huán)外側(cè)存在崩邊。見(jiàn)圖3、圖4。

圖3 密封靜環(huán)

圖4 密封補(bǔ)償環(huán)

針對(duì)現(xiàn)象分析存在以下失效原因：（1）介質(zhì)顆粒進(jìn)入密封部位，運(yùn)轉(zhuǎn)中夾在介質(zhì)側(cè)密封面之間，造成密封中間部位磨損嚴(yán)重且內(nèi)漏，根本原因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置從經(jīng)濟(jì)性考慮選用PLAN32不是最優(yōu)沖洗方案，效果不好。（2）儲(chǔ)液罐內(nèi)存在絮狀雜質(zhì)和其他顆粒，容易造成密封泄漏，應(yīng)定期清洗儲(chǔ)液罐。（3）密封腔壓力相對(duì)過(guò)大，造成密封面外沿崩邊，注意管路泄壓不要過(guò)快，要緩慢泄壓，保證密封腔壓力不要瞬間產(chǎn)生過(guò)大背壓。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)失效原因在檢修和操作過(guò)程中對(duì)應(yīng)采取相關(guān)措施。最近一次機(jī)械密封長(zhǎng)周期使用時(shí)間達(dá)到兩年。說(shuō)明找準(zhǔn)問(wèn)題，采取正確的措施，便能夠大大提高設(shè)備的使用壽命，為從事設(shè)備管理與維護(hù)的行業(yè)人員拓展了工作思路。

Exploration on the use cycle of the mechanical seal of the axial flow pump in the pilot plant

The axial flow pump is the key equipment of the polypropylene plant, and the mechanical seal is the stable operation of the normal relationship axial flow pump. Through the analysis of the causes of wear mechanical seal components, the corresponding measures are adopted to improve the service life of the mechanical seal.

Axial flow pump; polypropylene; mechanical seal

TE9..

A....

1008-1151(2015)08-0071-02

2015-07-11

邢趙中（1972－），男，遼寧撫順人，中國(guó)石油石油化工研究院蘭州化工研究中心聚丙烯中試所副所長(zhǎng)，工程師，研究方向?yàn)榛ぱb置機(jī)電儀設(shè)備維護(hù)、聚丙烯催化劑及新牌號(hào)評(píng)價(jià)；慕雪梅（1977－），女，供職于中國(guó)石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)工程與工藝；仇國(guó)賢（1966－），男，供職于中國(guó)石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，研究方向?yàn)槠髽I(yè)文化建設(shè)。