脫氫（qīng）氰酸塔釜液泵P-1l8，原選（xuǎn）用PLAN11+PLAN52輔助密封衝洗方案，但（dàn）是由於機封結構和衝洗回路的缺陷，密封效果不盡人意，經常出現劇毒介質外（wài）漏的情況，不僅不符合HSE相（xiàng）關規範，還給環境和維護人員帶（dài）來一定的安全隱患。根據實際需要和相關標準，對比國內相關裝置該位號機（jī）泵的密封衝洗方案，提出優化運行措施，解決了原來（lái）的機封機構（gòu）缺陷和衝（chōng）洗弊端，保（bǎo）證了裝置的長、穩、滿、優、安運行。
　　一、前言
　　某大（dà）型石化公司先後建設了多套丙烯腈裝置，成為國內主要丙烯（xī）腈生產基地。Z新建設的丙烯腈裝置脫氫氰酸（suān）塔釜液泵P-l18，出口壓力0.3～0.4MPa，工作溫度75℃，輸送介質（zhì）為含少量極（jí）度危害介質的劇毒丙烯（xī）腈（沸點（diǎn）77.3℃），介質的特殊性（xìng）質決定了其零（líng）泄漏的基本工作工藝要求。
　　二、故障（zhàng）現象（xiàng）
　　P-118泵為知名流體機械公司的進口離心泵，原裝軸封選用約翰克蘭5620P型集裝（zhuāng）機械密封，采用Plan11+PLAN52輔助密封衝洗方案（見（jiàn）圖1、圖2）。 　　Plan11+Plan52方案，是串（chuàn）聯式機械密封，前一道密封靠泵送介質（zhì）本身去衝洗，後一道（dào）采用密封液衝（chōng）洗，當道密封泄漏（lòu）時，會泄漏到後麵一道密封（fēng）中，隨之（zhī）Plan52虹（hóng）吸罐中液位（wèi）升高，壓力也隨之升（shēng）高，壓力開關隨之報警，總之（zhī）Plan52就（jiù）是前麵Plan11一道保（bǎo）護（hù）性的密封，使泵運行（háng）更可靠。通過逆向工程國產化（huà），曾用（yòng）過彈簧串聯機械密封和波紋管（guǎn）麵對麵雙端麵（miàn）機械密封，但是使用（yòng）效果都不好。
　　先（xiān）後曾經出現以下問題：
　　（1）密（mì）封采用（yòng）循環水，潔淨度不夠不管彈簧還（hái）是波紋（wén）管密封，外側密封（fēng）都是軟對硬的端麵（miàn）配對，一旦雜質進入密封端麵，會使摩擦（cā）副受損，導致密封失效。另外（wài）如果從道密封泄漏介質具有（yǒu）聚合的特性，雜質可能會加劇介質聚合，聚合物會影響機（jī）封的使用（yòng）性能。
　　（2）摩擦副散熱效果不好以前波紋管失效密（mì）封曾發現金屬變色問題，這應該是溫度過高所（suǒ）致。波紋管（guǎn）機封安裝（zhuāng）的徑向尺寸太小（小（xiǎo）腔密（mì）封），無法設計將緩衝（chōng）液引（yǐn）向機封端麵（miàn）的導流及泵送循環結構（gòu），緩（huǎn）衝液起不到帶（dài）走摩擦（cā）熱、攪拌熱的降（jiàng）溫作用。
　　（3）循環管路不暢（chàng），循環效果不好彈（dàn）簧串聯密封的（de）外側密封靠泵送環帶動緩衝液循環帶（dài）走熱量，泵送環產生的壓頭有限，循環管路的管徑細小產生的程（chéng）阻大（dà），會導致緩衝液循環（huán）不暢，甚至（zhì）不循環，起不到給密封循環降溫的作用。
　　三、優化方案
　　1.采用（yòng）PLAN54密封方案
　　參考早期建設的同（tóng）類裝置，P-l18位號泵的（de）軸封（fēng）密封采用PLAN54輔助衝洗方（fāng）案，此方案為加壓雙端（duān）麵密封係統，機封采用STB35A背靠背接觸式濕式波紋管密封，如圖3所示。 　　該方案從外部（bù）引入四效廢水處理後（hòu）的廢液作為（wéi）封水。封水從機封衝洗人（rén）口進入，然後從出口回流到封水（shuǐ）係統中（zhōng），給機封提供（gòng）冷卻、清潔（jié）、衝洗。封水的壓力高於內部（bù）密封所承受的壓（yā）力0.15MPa，這（zhè）就會（huì）導致小部分的（de）封水泄到被輸送的介（jiè）質中去，但是（shì）此部分量很小（xiǎo），可以忽略不（bú）計，但是在實際的使用過程中，常（cháng）常出現介質外露（lù）和封水大量內漏的情況。
　　原（yuán）因有兩部分（fèn）造成：
　　1）密封與泵腔相（xiàng）連的泵腔側，空間狹小（xiǎo），介質流速低，給介質聚合提供一定的物理環境。而聚合後（hòu）的固體顆粒導致O形圈和補償機構出（chū）現故障。給（gěi）機泵P-118的（de）機封密封麵（miàn）帶（dài）來致（zhì）命的損（sǔn）傷。
　　2）機封衝洗水在機泵外部是個巨大封水（shuǐ）循（xún）環係統，為所有（yǒu）的Plan54衝洗方案機泵提供封水（shuǐ），係統內有一台離心泵P-545集中提供循環動力，這就造成供給壓力恒定，而封水係統中的其（qí）他機泵密封腔壓力卻不同，不能滿足所（suǒ）有的阻封液的壓力都（dōu）高（gāo）於內部密封所承受的（de）壓力0.15MPa。這樣高壓密封腔內的介質常常會由（yóu）於工藝波（bō）動，而串入封（fēng）水係統，進而造成整（zhěng）個（gè）封水係統的汙（wū）染和管（guǎn）道阻塞；低壓密封的封（fēng）水內漏後，由廢（fèi）水處理裝置（zhì）產生的封水（非潔淨水）就會汙（wū）染工藝係（xì）統。
　　基（jī）於以上兩個原因的合力作用使得封水（shuǐ）大量進入介質當中，影響介質的工藝指標和浪費大量的封水。由於封水（shuǐ）係統的龐大，這種泄漏的（de）發現（xiàn）常常之後很（hěn）長時間，一旦封水管（guǎn）路被汙染堵塞到一定程度，介質就會經過（guò）兩道密封麵泄漏到大氣當中，造成環境的汙染和人員中毒的安全事故。在實際的使用過程中，也經常出現介質外泄漏的情（qíng）況，給維護人員帶來了很大的安全隱患。雖然在一定程度上可以比原來減（jiǎn）少（shǎo）泄漏頻（pín）次，但基於（yú）以上（shàng）安（ān）全環保和工藝指（zhǐ）標要求，新建丙（bǐng）烯腈裝置該位號機泵不（bú）宜再采用PLAN54密封方案。
　　2.采用雙端麵幹氣密封方案
　　1）雙端麵幹氣密封采用工業氮（dàn）氣或工藝儀表風作為阻（zǔ）封介質，用氣體阻塞替代傳統的液體阻塞，氣體外漏（lòu）後對環境無任何汙染（rǎn）；氣體（tǐ）壓力（lì）高於密封（fēng）腔介質（zhì）壓力0.1～0.2MPa，可保證工藝液體介質實現零泄漏。
　　2）幹氣密封輔助係（xì）統中過濾精度為1μm的精密過濾器，可確保通（tōng）入密封腔中的氣體潔淨、無任何雜質。
　　3）幹氣密封為非接觸式密封，機封工作時產（chǎn）熱少，不需要刻意要求管線及設置循環冷卻措施給其降溫就可正常工作（zuò）。
　　從以上分析對比內容看，此（cǐ）位號機（jī）封雖然在（zài）技術（shù）上采用幹氣密封比接觸式機械密封更具優勢，但是幹氣密封對工（gōng）藝操作要求較高，且（qiě）價格比較昂貴，該密封（fēng）方案（àn）不可（kě）取（見圖4）。 　　3.采用PLAN21+PLAN53a密封衝洗方案
　　為（wéi）了避免安全事故的發生（shēng）或將其降到Z小。由於介質（zhì）的沸點為77.3℃，而工作溫度為（wéi）75℃，自衝（chōng）洗液進（jìn）入密封摩擦副後溫度必定（dìng）高於其沸點，無法形成（chéng）穩定的液膜。決定改變原（yuán）始設計，將PLAN11衝洗方案其改變為（wéi）PLAN21衝洗方案。
　　PLAN21衝洗是介質從泵的出口通過限流孔板道、冷卻Z後回到泵腔的循環過程。介質衝洗液進入泵腔靠近機械密封端麵處衝洗端麵，然後（hòu）穿過密封腔回流到泵腔內（nèi）（見圖5）。 　　衝洗方案21是所有單端麵密封的標準衝洗方（fāng）案。在（zài）方案中，工作介質從泵的（de）出口經過限流（liú）孔板並冷卻後被輸送到密封腔，以便對密封進行冷卻排空密封腔中的空氣和蒸汽。然後流體從密封腔流回道輸送的（de）介質中。這種衝洗方案可以清潔機封與泵腔相鄰處的（de）密封腔，加速此腔內本來流動量很小的介質的流動量，減小了介質聚合的可能（néng）性。
　　將PALN52改為PLAN53a衝洗方式，整（zhěng）個密封輔助係（xì）統由緩衝罐、組封液、機封、氮氣壓力源和冷卻係（xì）統在組成。組封液從緩衝罐殼程進入機封兩個密封麵間（jiān）的空間，對機封進（jìn）行冷卻和衝洗，保證了密封腔的潔淨度，裝在機封（fēng）動環上麵的螺紋環隨軸一起高速（sù）旋（xuán）轉，帶阻封液（yè）在回（huí）路內建立循環，帶走機封（fēng）上的熱量。緩衝罐內的換熱盤管（guǎn）在冷卻水的作用下又將阻封液（yè）控製Z佳工作溫度。
　　持續不斷供給的氮氣源在減壓閥作用後，保證緩衝罐殼程（chéng）的壓力長期穩定高於被密封介（jiè）質壓力（lì）0.14MPa，無論是（shì）內道密封麵出現泄漏後，密封液會在壓力的作用下進入密封腔內，還是外端密封液進入大氣中，都會導致緩衝罐液位下降。當液位下（xià）降到（dào）設定值時，低（dī）液位就會報警，穩定的壓力源在這段時間內保證了密封（fēng）腔的壓力，使得一（yī）段時間內介（jiè）質不會（huì）泄漏，為處（chù）理機封（fēng）提供了一（yī）定的反應時間；如果泄漏速（sù）率大或者氮氣泄漏，也會導致壓力（lì）報警器報（bào）警，工作人員可以立即停泵處理，這樣在介質剛接觸到（dào）第二道密封麵的時候，就已經（jīng）掌握其泄漏情況，而且泄漏的介質隻會進入獨立的緩衝罐，不會進入空（kōng）氣也不會影響其他的軸封係統。將安全隱患和（hé）環境汙染的（de）可能性降到Z低。
　　四、結語
　　通過以上三種方案對比可知，采用PLAN21+PLAN53a密封衝洗方案，PLAN21冷卻器隻需要做一個溫度套管即（jí）可，不但技術上實現容（róng）易，而且費用（yòng）低廉。該位號機泵（bèng）在采用第三種優化方案後，運行一年未出現泄漏，機（jī）封平均壽命達到1年以上，不但保證了裝置的長、穩、滿、優、安運行，還減少了操作和維護人（rén）員的安全隱患，降低（dī）了環境汙染的可能性。