2#中和泵机械密封泄漏原因分析及对策

陈相

摘要：通过对污水排放流程的分析，找出中和泵机械密封频繁泄漏的原因，并制定整改措施。

关键词：中和池 机械密封 抽空

Abstract：Through the sewage discharge flow analysis, to find out and pump frequent leakage of mechanical seal of reason, and formulate rectification measures.

Key Words：Neutralization tank; Mechanical seal; Make time.

中图分类号: TH3文献标识码：A 文章编号：

1 工艺简介

洛阳石化动力生产管理部水汽车间除盐水站承担着炼油板块的除盐水供给任务，其中一套除盐水站为纯离子交换，生产一级除盐水，新鲜水经管网来通过阳离子交换，进入碳器除去水中的二氧化碳后进入中间水箱，由中间水泵送至阴离子交换器后，进入除盐水罐，经除盐水泵送至炼油装置和CO锅炉。一套制水能力约为200T/h;二套除盐水站为反渗透制水，经过2008年扩能改造后制水能力为400T/h。新鲜水经前期预处理后经管网送来，通过机械过滤器、活性炭过滤后送至保安过滤器，经反渗透高压泵进入RO反渗透，反渗透入口压力一般控制在多少0.8～1.2MPa，出来的淡水通过淡水泵经过阴、阳离子交换器后制成合格的除盐水。当阴、阳离子交换器失效后，通过酸、碱再生的方式对阴、阳树脂进行再生处理，再生后的酸、碱废水排入中和池内，通过投加酸、碱的方式将再生废水PH调整到6～9，然后通过中和泵排放到明沟至污水处理水。由于二套除盐水站自动化程度相对较高，目前一般采用二套除盐水站制水，中和水的排放工作也由2#中和泵完成。

2 配套设施现状

配套的中和设施有中和池，中和水泵。其中1号中和池设计尺寸为13000*10000*2800，为1983年随洛阳石化开工一套除盐水站配套设施;2号中和池为10800*10000*2800，为1998年随二套除盐水站建成。常规工状下一套除盐水盐再生废水进1#中和池，二套除盐水站再生废水进2#中和池，也可以实现两个中和池的互相切换，中和池外围配有酸、碱管线，向中和池中加注中和剂，中和池底部布置有工业风管线，调整中和水时起搅拌作用，保证调整中和水PH均匀度，另两个中和池各有一套在线PH监测仪。对中和池的PH值情况进行实时监测。另有中和水提升泵房一座，两台中和泵实现备用，处理能力同为190NM3/h。

3运行中出现的问题

自中和泵外排投用后，经常出现从泵的填料密封处有介质漏出，造成机泵外壳和泵基础腐蚀而损坏，车间也频繁联系安排机泵人员对填料进行压紧或更换，但是一段时间后情况依然反复。随着二套除盐水站的建成投用及2008年扩能改造，使一套除盐水装置的制水量下降，投用频次降低，再生次数也相应减少，加之采用岗位一位班长提出反渗透浓水走明沟排放的建议，中和水泵的使用频次也相应减少，发生机泵填料故障的次数也随之减少，车间一段时间内也放松了对此项工作的管理。2009年，两台中和泵相继出现故障无法运行，其中一台故障的主要原因是电机“支腿”的螺栓断裂。我们分析造成这样现象的主要原因是机泵长时间的使用自然锈蚀，另一方面填料密封频繁泄漏后介质流出渗到泵机座里面进一步加剧腐蚀。根据这一现状，车间在对两台中和泵进行应急更新时要求供应商将密封形式选型为机械密封，从结构上避免泄漏的出现。但2009年底新泵投用后，机械密封仍频繁泄漏，严重时甚至更换机械密封运行一次即出现损坏，机泵解体发现个别情况下为转子里面进入脏物、破布类东西，均出现机械密封端面密封破裂，由于机械密封单价较高，一段时间内成为车间修理费的主要支出。

4原因分析

针对中和泵机械密封频繁的泄漏，车间也多次开会讨论制定措施，并将如何避免问题再度发生作为2011年车间管理攻关目标。

4.1机械密封的基本元件和工作原理(1)

机械密封由动环、静环、动环O形密封圈、静环O形密封圈、防转销、紧定螺钉、弹簧座、弹簧构成。动环安装在轴上，随轴转动。静环安装在静止的压盖上，用防转销来防止转动，它们属于动密封元件。工作时静环不动，动环随轴转动，在弹簧压力和液体压力作用下与静环紧密贴合，并形成相对的径向转动，两端面之间形成的油膜起密封作用。动环O形密封圈被嵌在动环内，套在轴上随轴和动环一起转动，压缩量在10%左右可以防止动环与轴之间液体泄露。静环密封圈套在静环上与压盖固定，用来防止静环与压盖的泄露，并起一定的缓冲作用。防转销是固定静环的。

4.2机械密封解体情况

从上面的图片中可以发现，故障机封的静环密封圈及动环轴套附近都有明显高温烧伤痕迹，造成烧损的主要原因是泵内抽空，机械密封得不到流动介质的冷却导致发热。泵在运转时转速达2930RPM，一旦泵体内没有介质流动，动、静环干磨致使迅速升温超过其许用温度，材质为石墨的动、静环表面会析出微量树脂，碳化后发生粘滞，此时动环将扭矩传送至静环，迫使静环断裂摆脱固定销。静环在随动环短暂高速转动后，由于离心力被再次甩开，悬挂于轴套上，导致泄漏。

4.3机械密封泄漏的原因

由于中和泵泵入口高于中和池的液位，每次泵启动前需要将入口管线的水注满将管线内空气排出后，然后开启泵外排中和水。根据操作情况不难看出，在灌泵阶段，如果注水管线内没有介质，在不注意的情况下凭经验注水时间，泵开启后由于没有介质冷却，机械密封将瞬时在端面密封处过热损坏;将注水管线内有介质而注水时间不够时，因为没有排尽空气，将泵开启后，会出现抽空现象。由于机械密封冷却的形式采用的是介质自冲洗，因泵体内没有介质流动，机械密封得不到冷却进而造成损坏;另外一种情况，如果管线内有介质且注水时间足够长，由于底阀出理故障，注入的水全部倒流入中和池内，导致管线内的空气没有排尽，此时若启动中和泵同样会现现机械密封损坏的情况，这些原因都发生在泵开启阶段。如果不出现以上情况，泵开启后，中和池内破布、垃圾随着流道进入泵内，严重时会导致叶轮卡死，叶轮与轴间的键磨损，进行轴空转，机械密封同样会因为泵体内没有介质,而得不到冷却因过热而损坏。当外排进入到最后阶段，由于监视中和池液位不及时，导致中和池液位低于底阀，而不及时将泵停运，造成中和泵出现抽空现象，同样会导致机械密封损坏。通过分析我们发现机械密封的损坏主要分为泵开启阶段、运行中、及泵停运时。根据同岗位职工的了解获知，最后一种情况出现的概率相对较大。

5采取的对策

由于机械密封的损坏发生以上三种阶段，对于开启阶段，车间制定的中和泵投用简单的操作说明。开泵前检查2#中和泵入口一二次阀是否全开，出口阀及入口联络阀是否关闭，1#中和泵放空阀是否关闭。打开2#中和泵放空阀，打开注水阀，进行注水。盘车一周半，并观察机封密封状态是否良好，有无卡塞现象。放空管线见水后，关闭放空阀，出口压力表指示0.18MPa，关闭注水阀。启动电源开关，压力表升至运行压力后约0.4MPa，迅速打开出口阀。对于转子内出现杂质，车间在中和池入口明沟加装过滤网，减少杂物进入中和池，防止底阀堵塞。同时上报计划将中和水排尽清淤；中和池入口过滤网安装、中和池清理之后，每班巡检、清理中和池入口篦子拦截异物，消除底阀堵塞影响因素。同时车间技术组对各种可能出现的情况进行统计交班组学习判断。主要应注意以下几点：①.泵启动前一定要进行灌泵，并以泵放空管线见水作为泵灌满的标准，泵灌满后再启动泵。如果注水后放空管线始终没有见水，应考虑放空阀堵塞或检查更换底阀;②.泵运行中，发现出口压力突然下降管路发生尖锐噪音泵体伴随喘振，应判断为底阀入口因杂物堵塞，立即停泵，检查清理或更换底阀。③.按照泵的额定流量及中和池容量进行计算，泵大约在1个小时30分钟内全部抽干，因此正常运行时要合理把握时间并定时安排巡检，防止中和泵断流。以上两种措施实施后，一段时间内机械密封的损坏情况有所下降，但是排水后期出现的机械密封损坏仍然没有得到有效遏制。由于排水一般安排在夜间，加之岗位人员较少，容易出现遗忘的情况，车间一度想制定指令将排水安排在白天，最终未能达成共识。一段时间后，机械密封泄漏的情况仍然存在。针对这一现状，我们一直在想，能否保证中和池的液位在略高于底阀的情况下自动停泵。我们与设计公司进行沟通，由于中和池深28000mm，底阀距离池底约为600mm，设计公司给出了监控方案，1#、2#中和池新增两套远传液位计，当1#中和池或2#中和池液位低于700mm时，分别联锁停1#中和泵或2#中和泵，防止液位过低时机泵空转导致损坏泄露，同时新增液位计和电气停泵信号均利用DCS备用通道组态显示。

6结束语

通过对中和泵排放流程及过程进行分析，通过一些小的投入对中和泵的排放进行监控，保证中和泵机械密封长周期高效运行。

参考文献：

作者：杨晓民;宋洪秋 《煤矿机械》2009年第11期机械密封泄漏失效分析与对策

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。