中國石油大慶煉化分公司石油磺酸鹽裝置是通過使用凸輪轉子泵實現磺酸鹽產品的循環混合及介質輸送的。由于對產品性質認識不足以及工藝操作的不合理,使得轉子泵機械密封頻繁漏料,導致上游生產工序無法連續進行,嚴重阻礙了正常生產。

石油磺酸鹽是多種烴磺化產物的混合物,它們都是由天然石油餾分或化工反應所得高碳烴副產物經磺化反應、中和反應得到的,由于不同原料油芳烴含量、分子結構平均分子量不同,所以生產的石油磺酸鹽性質也不同,需要的配套設備也有差別。針對所產的石油磺酸鹽產品黏度較大的特點,參照同類裝置的設備使用情況,中國石油大慶煉化分公司選擇凸輪轉子泵進行物料輸送。

凸輪轉子泵工作原理類似于齒輪泵。凸輪轉子泵兩個同步運轉的轉子由齒輪箱內一對同步齒輪傳動,轉子在主、副軸的帶動下,進行同步反方向旋轉,使轉子泵的容積產生變化,從而構成了較高的真空度和排放壓力,適合腐蝕性、高黏度介質的輸送。

轉子泵的密封為外裝靜止式,材質為陶瓷+石墨+丁腈橡膠。將轉子泵拆解檢查并安裝后,用原料油進行同等操作壓力、常溫條件下試運行,未發現異常現象,決定正式投入使用。正常生產過程中,兩臺轉子泵分別負責成品介質輸送和成品循環混合。其中,對循環轉子泵實施24h運行操作,輸送轉子泵則根據裝車需要進行間歇的啟、停轉子泵操作。

轉子泵泄漏分析與處理

1.轉子泵泄漏部位。在裝置開工投入使用不久,兩臺轉子泵均發生介質滲漏現象。對機轉子泵人口過濾器以及機械密封進行拆解檢查發現,人口過濾器完好,過濾器與轉子泵殼內的介質都比較干凈,不存在焊渣、碎屑等雜質;檢查密封圈發現,兩臺轉子泵的動、靜環密封圈均有一定損壞,動環圈損壞較明顯;機械密封摩擦副表面也有一定磨損。

2.轉子泵泄漏的原因分析。兩臺轉子泵開工運行時間較短,均未發現異常聲響,機械部分不應存在問題。根據以往經驗判斷,認為導致機械密封發生泄漏可能原因是過濾器損壞,使介質中的雜質進入摩擦面導致密封失效;操作溫度變化導致密封件損壞;原料油介質與成品介質存在性質差異使密封件受到損壞。

結合拆解檢查結果可知,成品介質的操作溫度或腐蝕性會影響密封圈的使用功能,可能導致密封失效;間歇使用的操作形式對摩擦副的損壞可能有不良影響。

3.處理措施。為了確保轉子泵密封的完全適應,選用全包覆FEPO型圈,包覆密封圈將橡膠的彈性和密封性與PTFE的耐化學性有機結合起來,它是由一個硅膠或viton膠制的內芯和相對較薄的FEP外覆組合而成,這種橡膠Teflon密封圈具有優異的耐化學性能,同時耐溫可達到200℃,包覆加工后具有橡膠的良好彈性,同時又有優良的耐溫、耐磨蝕性能

因為生產現場操作條件無法增設沖洗裝置以阻止固體粒子進入密封面,也不能確保充分良好的吹掃條件,所以選擇碳化硅一碳化硅的摩擦副材料更為適宜。

由于較低溫度會使部分介質黏度極大幅度提高,間歇式的運行機轉子泵因頻繁啟停容易使摩擦副之間介質與工作腔內介質因較大黏度差異而導致密封膜狀態的穩定性受到影響。針對這一情況,對轉子泵頭實施伴熱保溫措施;同時在啟停間隔時間較長的情況下,采取入口管線機轉子泵頭蒸汽預熱的方法,改善機轉子泵的使用條件,使機械密封滲漏故障排除。

4.實施效果。將改進的機械密封分別安裝在成品輸送轉子泵和成品循環轉子泵上進行現場運轉試驗。經過幾天的連續運行表明,改進后的密封在兩臺機轉子泵上使用正常,無泄漏情況發生。凸輪式轉子泵因使用壽命長、清洗方便、性能可靠、高效節能而被廣泛使用。筆者就正確使用與維修凸輪轉子泵提出以下應注意問題。