摘要：乙烯装置高速离心泵，部分为串列式机械密封，特别是石脑油泵在运行中出现了机封失效，高压介质穿过机封、油封进入齿轮箱将润滑油顶出而引发设备故障。文中对高速离心泵的运行特点及导致设备损坏的原因进行了分析，提出了预防和改进的技术措施。
1 Sundyne高速离心泵运行情况
Sundyne高速离心泵，可使用于介质纯净、流量较小、压力较高的液体输送环境。新山子石化公司乙烯厂(简称独山子)乙烯装置共有14台Sundyne高速离心泵。从运行情况看，这类泵在较苛刻的工艺条件下，运行状况较稳定。但由于高速泵的特殊性，在运行过程中也出现了某些故障，如果判断处理及时，可避免由于“高速”而产生的设备事故。下文从正反两方面对此类设备的运行情况进行分析总结，以求进一步提高这类设备的运行可靠度，以保证生产装置“安稳长”运行。
在乙烯装置运行的高速泵有两大类：一类是带有串列式双端面机械密封的高速泵；另一类是普通双端面机械密封高速泵。这两类高速泵，其转速均在7500—11O00r/min，流量在6—50m3/h，排出压力在20—33kg/cm2。
高速泵的基本组成部件有高、低速转轴、双端面机械密封、变速机构、自带润滑油泵、叶轮和泵体等。在运行时，液体从叶轮中心进入叶轮，经叶片作用升高压力，经泵壳扩散管输出泵外壳、密封的腐蚀影响以外，高速泵出现的主要问题是：串列式机械密封泄漏和润滑油系统压力低、温度高。
独山子乙烯装置的乙烯输送泵(40一P一103)、丙烯输送泵(40一P一104)和石脑油输送泵(40一P一101)，在运行过程中，曾出现过密封泄漏、机封损坏、润滑油高温的故障，对安全生产造成了很大的威胁。
1)串列式机械密封泄漏。
由于高速泵“高转速”的运行特点，所输送的介质具有易燃易爆的性质。所以在丙烯、乙烯高速泵上，采取了保护性较好的串列式双端面机械密封，这可使第一道机封失效后大量泄漏出的可燃性物料，经第二道密封的泄漏口传送到缓冲罐内，靠外侧压力差的作用，将泄漏物料由密封液缓冲罐送往火炬系统，防止更大事故发生。在检查时，要认真检查甲醇罐的压力、温度，判断机械密封的工作状态是否良好，以便及时停机处理。串列式密封缓冲系统示意图见图1。
图1 串列式密封缓冲系统不意图
1．泵入口；2．泵出口；3．泵壳排污；4．变速箱加热蒸汽入口；5．变速箱加热蒸汽出口；
6．密封缓冲器液体自泵一密封罐；7．密封缓冲器液体自密封罐一泵；8．观察孔；
9、10．密封泄漏送火炬燃料；11．密封液注入孔；12．PSH压力报警
2)润滑油系统压力低、温度高。
高速泵润滑油系统，较其他泵复杂，包括变速器、油箱、油泵、冷却器和过滤器。其润滑过程是先用润滑油泵将油从油箱中打出，然后经内循环和换热器进入安装在外部的油管线，再经过滤器回到变速箱润滑转动轴承后到油箱。
在正常运行时，变速箱加油不能太高，否则将产生大量油泡和造成散热效果差。
40一P一103、40一P一104、40一P一101高速泵，在初步设计时考虑到乙烯泵输送的介质温度为一35℃，泵体温度、油温不会太高，故而没有设计油冷却器。但在夏季运行时，一度出现乙烯输送泵油温达92℃，油压下降到1．2kg/cm2 。为保证正常的工作压力和温度，单独给40一P一103增加了一直管式外置冷却器，在夏季高温时投用。
油系统设置的蒸汽加器，在冬季温度较低时，能有效地保证机泵所需的油温。但在运行过程中，出现了内置加热器内漏，蒸汽凝液进入油箱
的事故。由于处理及时，未造成大的设备事故发生。但蒸汽加热管和润滑油直接接触，不能保证蒸汽密封的绝对性，对高速泵来说，仍是一个潜在的危险。
3)串列式机械密封泄漏，将润滑油顶出，造成机泵停车。
在2000年1O月、2001年7月，输送石脑油的高速离心泵40一P一101，出现机封泄漏，润滑油被顶出，油泵、转轴、机封均被损坏。从这次事故可看出，对于正在运行的高速泵，要强化关键指标的硬性检查和易损件的定期维修更换。出现该设备故障的主要原因是由于运行达4a的机械密封突然失效，从泵壳中喷出的压力为33kg／cm2的石脑油，穿过油封，很快将齿轮箱中的润滑油从呼吸阀和液位计中排出，造成机泵缺油，将轴承等重要零部件损坏。
为防止类似事故发生，技术人员检查更换了装置所有高速泵的液位计通气孔备帽，对第二级密封和油封之间的观察孔进行了畅通检查，一旦机封泄漏或失效，漏出的介质从观察孔中排出，即可进行检查维修。
3 高速泵运行中应注意的问题
1)在正常运行期间，润滑油压力应始终保持在1.2～4.2kg/cm2，以使机泵各处有足够的油量。
2)保持油温在60～85℃。太低的油温，使油变稠，不利于油泵的正常工作，太高的油温，使油变稀，压力受到影响，形成不了均匀的油膜。
3)油箱加热器，严防蒸汽内漏，水分进入润滑油。目前这个问题还无妥善的解决方法，只能从维护管理人手，做好外部工作，发现泄漏及时处理。
4)每次停运重新启动或检修后，应从过滤器顶部将润滑油加满，防止瞬时启动时，系统断油引发其他事故。
5)油箱直通式冷却器，在夏季温度较高时，油温不能完全降下来，还需要在冷却器直管上加装散热翅片，增加换热面积，以期有较好的冷却效果。
参考资料：http://www.bafangyoubeng.com