丙烯高速泵机封故障原因分析及改进

宋捍东

(吉化集团吉林市锦江油化厂，吉林 吉林 132022)

一、基本情况

2003年3月，脱乙烷塔塔顶回流泵P-102A，更新为F型高速泵。最大扬程130m，最大流量12m3/h；泵内介质为丙烯，介质温度42～45℃；泵入口压2.0MPa，泵出口压力2.8MPa。配套机封是DTM40A型多弹簧机封。

F型丙烯高速泵投用后，发现其机封有泄漏。在拆解检修中未发现机封的动静密封环有明显磨损痕迹及其他异常情况。精心装配后，机封泄漏状况无明显改善。最后，回制造厂检修处理，效果并不明显。

二、泄漏原因分析

从泄漏现象和机封拆卸情况分析，辅助密封件完好、动静环完好。因此，初步判断有以下几种因素可能导致密封失效。

(1)密封端面比压Pc不合适，导致密封副失效

端面比压可以选择在0.5～0.7MPa；如果介质黏度小，端面比压可以选择在0.3～0.45MPa。只有具有合适的密封端面比压，才能保证密封副始终处于闭合状态。

(2)密封PcV值不合适，导致密封副失效

PcV值，是端面压力Pc与密封端面平均滑动速度V的乘积，它必须许用于[PcV]值，以保证密封的可靠性和使用寿命。静环是碳化钨。[PcV]的最大许用值是90MPa·m/s，安全许用值[PcV]=(0.2～0.025)×900=180～225kg·m/cm2·s。

(3)密封端面相态不稳，导致密封副失效

液态烃泵的单端面是接触式机械密封，没有完整的液膜，可导致密封面温度升高，而使液膜气化相变。其次，由于介质流经密封端面间隙时发生气化相变，致使密封失效。

(4)工况变化，导致密封开启失效

当外部温度和压力发生剧烈变化，机械密封会发生密封液膜抽空闪蒸，存在密封端面开启失效的危险。如果密封的追随性性能较差，就可能发生密封失效。……