RCB高温热油泵机械密封失效分析及技术改进
一、基本情况：
　　该泵为单吸悬臂卧式离心泵，损坏情况如下：
　　1、动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞
　　2、动环和静环有环状磨损痕迹
　　3、密封腔内有粘稠状聚合物、焦状颗粒等杂质
　　4、弹簧锈蚀严重，被杂质和聚合物卡涩，弹性不足
　　其主要技术参数如下表：
　　介质介质温度介质粘度流量扬程吸入/排出压力轴功率电机转数
　　热油300℃70mm2/s 58m3/h 76m 0.091MPa/0.785MPa 18.5KW 1500r/m
　　二、失效分析：
　　一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失效、材料与介质不相容,泊泰邦以及制造和安装问题等。端面比压是机械密封的重要性能参数,端面比压要在设计的范围之内(内装式机械密封一般为0.4MPa～0.7MPa),以保证机械密封端面良好配合,使密封面间形成有效液膜。
　　端面比压的计算公式为：
　　Pb＝Pt＋Pp-Pm
　　Pb＝Pt＋(K-λ)P
　　其中：d2＝72mm d1＝37mm d2＝34mm
　　弹簧比压Pt＝Ft(弹簧力)／［π／4(d22-d02)］＝0.45MPa(厂家设计值)
　　载荷系数K＝(d22-d02)／(d22-d12)＝1.056
　　膜压系数λ=0.742
　　密封腔内介质压力P＝(入口压力+出口压力)/2=0.438MPa
　　可以计算出原8B1-P型机械密封端面比压Pb为0.586 MPa,是符合设计规范的,在正常工作条件下是能够满足生产要求的。这和实际情况相吻合,在使用初期机械密封并不泄漏,那导致其失效的原因又是什么呢?这就必须从机械密封的工作环境入手,进行综合分析。
　　E-GA103泵冲洗液来自该泵出口，经过滤器后注入E-GA103泵。在实际生产过程中，由于渣油粘度比较大，流动性差，并且渣油介质中含有粒状和粉沫状结焦物，在摩擦副周围不可避免地存在着结焦物，这对摩擦副的危害相当大。通过对冲洗系统彻底检查，发现冲洗液管严重结焦阻塞。由于该泵处于气提塔底部，管道和设备的锈蚀物以及杂质和重组份聚合物都沉积在塔底,进入泵体内的渣油含有大量的杂质和聚合物，同时由于冲洗量不足，使这些杂质和聚合物不可避免地沉积于密封腔内，造成使动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞，导致动环在轴向的动作不灵活甚至被卡死，弹簧被卡涩，不能提供原设计0.586MPa的端面比压，导致密封面不能良好地贴和,液膜平衡被破坏,这时密封就会出现微漏，随着聚合物和杂质颗粒进入摩擦副端面，密封面逐渐被磨损，再加上动环轴向补偿不灵，造成密封泄漏量增加，最终导致密封彻底失效。
　　三、改进措施
　　根据密封的失效原因，我们有针对性地从以下几个方面进行了技术改造：
　　1、改变密封结构形式
　　根据该泵的具体工况条件，我们选用了318型卡式单端面机械密封(集装式)，其主要特点如下:
　　通过自动锁紧环实现xx定心。
　　可调节式压盖可直接配合常用螺栓使用,集装式结构安装方便。
　　弹簧位于辅助密封圈外侧，与介质xx隔开，避免了弹簧的卡涩。
　　动环采用的是整体浮动式非镶嵌，静环是通过计算机分析，设计的Z形，其优点是散热好，热量不宜积聚。
　　2、用柴油组分作冲洗液
　　由于渣油组分过重并含有较多的杂质和聚合物，使冲洗管线堵死而造成机械密封损坏，所以必须选用合适的冲洗液。按照乙烯工艺流程,E-DA103塔内的混合柴油组分将与渣油混合,生成最终产品,我们认为用混合柴油作为冲洗液比较合适,原因如下：
　　2.1混合柴油组分清洁，并与渣油相容性好。
　　2.2混合柴油组分的压力和温度都适合RCB高温热油泵工况。混合柴油组分为300℃以上的馏分，而热油的工作温度为170℃，混合柴油作冲洗液不会汽化，有效地避免了泵的汽蚀。E-DA103的塔底循环泵E-GA105泵出口压力为0.54MPa,出口温度80℃。E-GA103泵其密封腔中的压力可由以下公式估算:
　　P＝(入口压力+出口压力)/2=0.438MPa
　　冲洗液压力比密封腔中的压力大0.1 MPa左右,是非常合适的,直接从E-GA105泵出口引入密封腔即可。
　　四、结束语
　　通过对RCB高温热油泵机械密封结构的改造，并合理选用冲洗液，提高了机械密封的使用性能，解决了机械密封频繁泄漏的问题，降低了设备维护和维修费用，保证了装置的连续稳定生产。