摘要：針對(duì)高溫?zé)嵊捅么嬖跈C(jī)械密封泄漏率高、檢修頻繁、威脅裝置安穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行等安全隱患，巴陵石化煉油事業(yè)部通過(guò)從機(jī)封改型、材質(zhì)升級(jí)、機(jī)封輔助系統(tǒng)、機(jī)泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)、應(yīng)急消防設(shè)施、進(jìn)出口閥門遠(yuǎn)程控制和攝像監(jiān)控等七個(gè)方面對(duì)裝置中的高溫油泵機(jī)械密封進(jìn)行評(píng)估和技術(shù)升級(jí)改造，降低了其對(duì)裝置安穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行潛在的威脅，取得了良好的效果。（作者：但加飛 曾光樂(lè) 巴陵石化）
高溫油泵是指介質(zhì)溫度大于自燃點(diǎn)的離心油泵。在2010年前后，國(guó)內(nèi)多家煉廠接連發(fā)生高溫油泵機(jī)械密封泄漏自燃著火事故，給裝置安全運(yùn)行及生產(chǎn)任務(wù)的完成造成了較嚴(yán)重的影響。巴陵石化煉油事業(yè)部一聯(lián)合車間擁有8臺(tái)高溫?zé)嵊捅谩＿@些高溫油泵機(jī)械密封構(gòu)造單一，密封性能落后，每年都會(huì)發(fā)生多起機(jī)封泄漏故障。雖然未造成更嚴(yán)重的著火或爆炸事故發(fā)生，但每年不僅會(huì)消耗較多的人力物力和財(cái)力來(lái)保運(yùn)，而且給裝置設(shè)備的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行埋下了重大隱患。
1、高溫油泵機(jī)械密封存在的安全隱患分析
煉油事業(yè)部一聯(lián)合車間高溫油泵機(jī)械密封原型號(hào)為遼寧丹東某公司生產(chǎn)的DBM系列單端面波紋管機(jī)械密封。該系列機(jī)封可滿足高溫?zé)o腐蝕或輕腐蝕介質(zhì)，卻不適應(yīng)于頻繁開停機(jī)泵上，且抗抽空性能較差。而該車間高溫油泵管理規(guī)定要求每月進(jìn)行一次切換，開停次數(shù)較頻繁，對(duì)機(jī)封的使用壽命會(huì)造成很大影響，因此機(jī)封失效頻發(fā)。
其次，這些高溫油泵的機(jī)封采用PLAN02+32+62相對(duì)較落后的沖洗方案，如果單端面密封一旦失效，高溫?zé)嵊蜁?huì)直接泄漏到周圍環(huán)境中，極易產(chǎn)生自燃著火事故。再次，該高溫油泵系統(tǒng)以前并沒(méi)有針對(duì)這一比較嚴(yán)重的安全隱患設(shè)計(jì)特別的預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施。
因此，為降低其對(duì)一聯(lián)合裝置安穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行潛在的威脅，對(duì)裝置8臺(tái)高溫油泵機(jī)械密封進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造非常必要。
2、技術(shù)改造措施
2.1 機(jī)封改型
2.1.1機(jī)封串聯(lián)布置
機(jī)械密封由原來(lái)DBM系列的單端面波紋管式改為C65-**/TD/C50-**/TD系列的串聯(lián)波紋管式。新型機(jī)封呈串聯(lián)布置，有兩對(duì)動(dòng)靜環(huán)密封面。密封面結(jié)構(gòu)為B型，即平衡型、內(nèi)裝式、無(wú)止推環(huán)（波紋管結(jié)構(gòu)）、補(bǔ)償裝置旋轉(zhuǎn)式密封。
其中，油介質(zhì)側(cè)機(jī)封選C65型，稱為一級(jí)密封，大氣側(cè)選C50型，稱為二級(jí)密封。運(yùn)行期間，一二級(jí)密封同時(shí)工作，一旦一級(jí)密封失效，油介質(zhì)外漏，則二級(jí)密封立即補(bǔ)位，確保介質(zhì)不會(huì)泄漏入大氣中。
2.1.2材質(zhì)升級(jí)
串聯(lián)式波紋管機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)材質(zhì)分別為反應(yīng)燒結(jié)碳化硅和浸銻石墨。原單端面密封動(dòng)靜環(huán)材質(zhì)為鎳基硬質(zhì)合金和浸樹脂石墨。雖然鎳基硬質(zhì)合金與反應(yīng)燒結(jié)碳化硅在既定條件下都能滿足使用要求，但后者的高溫?zé)釓?qiáng)度性、抗氧化性、耐磨損性、熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)、熱抗震能力和耐化學(xué)腐蝕能力都優(yōu)于前者。
同樣，浸樹脂石墨雖然具備了高度的潤(rùn)滑耐磨作用，但由于其耐高溫性能較浸銻石墨差，且耐磨性又相對(duì)遜色一籌。故而同時(shí)將新型機(jī)封動(dòng)靜環(huán)材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，期望能更好地提升機(jī)封使用壽命。
此外，由于之前單端面機(jī)械密封所使用的密封圈采用的是從外國(guó)進(jìn)口的全氟醚橡膠，價(jià)格高，采購(gòu)周期長(zhǎng)，不利于維護(hù)。因此，將新型機(jī)封密封圈改為柔性石墨，其耐高溫耐磨蝕性能不僅沒(méi)有下降，而且采購(gòu)和維護(hù)更加快捷方便。
2.2 新增機(jī)械密封輔助系統(tǒng)
高溫油泵特性是高溫（200～400℃），有顆粒磨蝕，易結(jié)焦或積碳，介質(zhì)粘度大，泵入口壓力低，一旦泄漏與空氣接觸易自燃燃燒，引起火災(zāi)爆炸或其它次生安全事故，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境有害。
根據(jù)這一特性，改造后新型機(jī)封布置方案為PLAN02+32+53a+62，即在原方案基礎(chǔ)上增加一帶液位及壓力報(bào)警開關(guān)的以氮?dú)膺M(jìn)行加壓的封液罐。一級(jí)密封仍然使用柴油對(duì)機(jī)封斷面進(jìn)行沖洗冷卻，二級(jí)密封采用封液罐內(nèi)46#潤(rùn)滑油進(jìn)行循環(huán)沖洗冷卻。
封液罐上設(shè)置有封油壓力報(bào)警開關(guān)和液位報(bào)警開關(guān)，頂部有一氮?dú)鉁p壓閥，外部來(lái)的2.0MPa（表壓）中壓氮?dú)饨?jīng)過(guò)減壓閥減壓后對(duì)封液罐進(jìn)行加壓，減壓閥后壓力應(yīng)大于系統(tǒng)設(shè)定壓力值。如果封液罐壓力低于該設(shè)定值或液位低于下限值，壓力或液位開關(guān)會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，并在控制室內(nèi)發(fā)出聲光報(bào)警。這樣就能快速掌握機(jī)封故障信息并采取應(yīng)急措施，將機(jī)封故障事件消除在萌芽狀態(tài)。
故該輔助系統(tǒng)專門針對(duì)高溫油泵這一特性而設(shè)。其作用主要是改善工況，防氣蝕抽空，潤(rùn)滑密封端面，帶走端面磨擦熱，并能及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)密封運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
2.3 配套改造
2.3.1安裝在線機(jī)泵群狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
配套引進(jìn)BH5000P在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。BH5000P是針對(duì)機(jī)泵開發(fā)的集振動(dòng)、工藝參數(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了多種先進(jìn)技術(shù)，可以針對(duì)企業(yè)用戶不同網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，形成了一套基于企業(yè)局域網(wǎng)和Internet的設(shè)備實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。
該系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)、診斷、報(bào)警、預(yù)防維修集于一體，實(shí)為一種快速、準(zhǔn)確診斷設(shè)備故障的有效手段。安裝該狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，更加能實(shí)時(shí)掌控高溫油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
2.3.2安裝焰感及自動(dòng)泡沫噴淋消防設(shè)施
該高溫油泵泡沫噴淋系統(tǒng)由雨淋閥組、信號(hào)閥、吸氣式泡沫噴頭、末端試水裝置、排氣閥、管道過(guò)濾器及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。附帶一套焰感傳感器接入消防泡沫自動(dòng)控制系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)了焰感監(jiān)測(cè)、自動(dòng)噴淋的自控一體化。
正常情況下，打通分餾、常壓二路消防泡沫流程，如圖2。分餾和常壓高溫油泵群處雨淋閥前后手閥要求處于全開狀態(tài)，使消防泡沫系統(tǒng)處于隨時(shí)備用狀態(tài)?；馂?zāi)情況下，分自動(dòng)控制與半自動(dòng)控制。自動(dòng)控制是將消防泡沫泵主控制柜設(shè)置在自動(dòng)狀態(tài)，焰感器檢測(cè)到高溫?zé)嵊捅萌河醒婊鸶邷?，發(fā)出聲光報(bào)警同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)二聯(lián)合消防泡沫泵和現(xiàn)場(chǎng)雨淋閥，自動(dòng)消滅高溫?zé)嵊捅萌貉婊?。而半自?dòng)控制是在保留聲光報(bào)警的前提下，將消防泡沫泵主控制柜設(shè)置在手動(dòng)操作狀態(tài)，一旦焰感器檢測(cè)到高溫?zé)嵊捅萌河醒婊鸶邷?，發(fā)出聲光報(bào)警（現(xiàn)場(chǎng)與控制室內(nèi)都有聲光報(bào)警），這時(shí)候操作人員需檢查確認(rèn)，避免誤報(bào)，如情況屬實(shí)，則將情況報(bào)告班長(zhǎng)或調(diào)度，同時(shí)手動(dòng)啟動(dòng)消防泡沫泵，然后人工通過(guò)手動(dòng)盤開啟某路雨淋泡沫。此外、高溫?zé)嵊捅孟琅菽到y(tǒng)預(yù)留有外接口，通過(guò)消防水帶可以連接消防栓或消防車，在需要時(shí)可用消防水降溫或滅火。
