管理创新 管理创新
机械密封 冲洗 方案的 选型
谢 施展
内 蒙 古 大 唐国际 克旗 煤制 天然气 有限公 司 02 5 35 0
摘 要 ： 介 绍 了 净 化 低 温 甲 醇 洗 装 置 甲 醇 循 环 泵 和 热 再 生 塔 给 氢甲醇富液 介质侧压 力 P （ 1 如 图 三 ） ， 内 密 封 面 的 液 膜由干净 的 缓
料 泵 机 械 密 封 冲 洗 方 案 选 型 依 据 ， 实 际 运 行 中 冲 洗 方 案 由 冲 液 （ 贫 甲 醇 ） ， 所 以 密 封 的 润 滑 就 很 充 分 ， 延 长 了 密 封 的 使 用 寿
PLAN53B 改为PLAN52 后稳定运行 。 命 ， 同 时 配 有 机 封 罐 压 力 DCS 监 测 ， 来 判 断 机 封 运 行 状 况 ， 根 据 经
关键词： 机械密封 ； 缓冲液 ； 应力腐蚀 验 ， 如 果 机 封 运 行 正 常 ， 蓄 能 器 内 保 证 机 封 封 液 补 液 周 期 在 25 天
概 述 ： 本 公 司 于 2009 年 8 月 20 日 获 得 国 家 发 改 委 核 准 ， 是 国 以上是没有问题的 。
家 第 一 个 核 准 建 设 的 大 型 煤 制 天 然 气 示 范 工 程 。 公 司 设 计 年 产
能 为 40 亿 立 方 米 ， 同 时 副 产 焦 油 等 副 产 品 。 工 艺 主 要 采 用 碎 煤
加 压 气 化 、 粗 煤 气 耐 硫 变 换 冷 却 、 低 温 甲 醇 洗 净 化 、 克 劳 斯 硫 回 收
加 氨 法 脱 硫 、 甲 烷 化 合 成 及 废 水 处 理 等 工 艺 技 术 ， 整 体 技 术 安 全
可 靠 ， 工 艺 科 学 合 理 ， 能 源 综 合 利 用 效 率 高 达 55. 4 % ， 总 体 装 置 匹
配 达 到 了 国 际 先 进 水 平 。 工 业 废 水 进 行 高 效 处 理 后 得 到 循 环 利
用， 实现废水 “ 零” 排放。
问 题 分 析 ： 净 化 低 温 甲 醇 洗 装 置 甲 醇 循 环 泵 和 热 再 生 塔 给 料
与 PAN 53B 相 比 之 下 ， 这 种 设 计 （ 图 三 ） P 1 压 力 大 于 机 械 密 封
泵 的 机 械 密 封 原 设 计 为 背 对 背 双 端 面 带 压 设 计 （ 如 图 一 ） 密 封 冲
封 液 压 力 P 2 （ 微 正 压 ） ， 所 以 ， 内 密 封 面 液 膜 完 全 有 工 艺 介 质 侧 产
洗为 PLAN 53 B 带蓄能器的加压系统 （ 如图二）
生 ， 其 泄 漏 方 向 与 上 面 PLAN 53B 方 案 会 完 全 改 变 ， 一 旦 发 生 泄 漏
工 艺 介 质 会 到 PLAN 52 方 案 的 机 封 罐 中 ， 甲 醇 富 液 及 其 杂 质 会 与
封 液 一 起 混 合 ， 也 将 有 可 能 会 从 外 侧 密 封 面 泄 漏 到 大 气 中 ， 不 能
做 到 真 正 意 义 上 的 零 泄 漏 。 另 外 ， 随 着 泵 与 机 械 密 封 长 周 期 运
行 ， 泄 漏 到 机 封 罐 中 的 含 硫 化 氢 富 液 会 不 断 累 积 ， 硫 化 氢 浓 度
PPM 逐 渐 增 大 ， 不 仅 会 腐 蚀 大 气 侧 机 械 密 封 金 属 部 件 ， 也 会 腐 蚀
PLAN 52 系 统 中 的 金 属 部 件 ， 因 为 硫 化 氢 对 Fe 有 较 强 腐 蚀 性 ， 产
生 ‘ 氢 脆 ’ 应 力 腐 蚀 ， 也 会 与 许 多 金 属 离 子 反 应 ， 生 成 不 溶 于 水 或
酸 的 硫 化 物 沉 淀 。 实 际 生 产 中 硫 化 氢 （ H S ） 浓 度 （ PPM ） 的 变 化 和
2
对 外 侧 密 封 和 系 统 的 腐 蚀 ， 是 没 有 办 法 像 监 测 压 力 、 温 度 一 样 进
行 实 时 监 控 ， 会 给 正 常 的 生 产 运 行 管 理 带 来 不 可 控 的 风 险 。 另
外 ， 由 于 工 艺 介 质 会 含 有 一 些 小 颗 粒 ， 会 随 密 封 端 面 液 膜 的 动 态
形 成 而 进 入 内 密 封 面 ， 对 机 械 密 封 面 造 成 磨 损 ， 影 响 机 械 密 封 的
长周期使用。
结论
从理论分 析上 ， 机封冲洗 方案最好 应 选 用 PLAN 53B 。 但 在 实
际 生 产 中 ， 一 方 面 PLAN 53B 缓 冲 液 特 性 比 较 适 合 为 白 油 ， 不 易 气
化 。 现 场 根 据 工 艺 介 质 情 况 而 采 用 甲 醇 ， 这 样 就 导 致 密 封 面 液 膜
气 化 ， 产 生 干 摩 擦 ； 另 一 方 面 前 期 试 车 阶 段 系 统 介 质 含 有 颗 粒 状
杂 质 ， 一 旦 内 密 封 泄 漏 ， 将 导 致 颗 粒 随 缓 冲 液 进 入 密 封 面 ， 造 成 机
两 泵 工 艺 介 质 都 为 富 甲 醇 液 ， 并 含 有 硫 化 氢 （ H S ） 、 一 氧 化
2
封 泄 漏 ； 为 维 持 系 统 稳 定 运 行 ， 我 单 位 机 械 密 封 冲 洗 方 案 改 造 成
碳 、 有 机 硫 等 伴 生 杂 质 。 尤 其 是 硫 化 氢 （ H S ） 危 害 极 大 ： 一 方 面 泄
2
为 PLAN 52， 并取得了 一 定 的效果 。
漏 后 甲 醇 富 液 闪 蒸 出 硫 化 氢 对 大 气 造 成 污 染 ； 另 一 方 面 可 能 对 操
参考文献 ：
作 人 员 声 明 造 成 影 响 ； 因 此 要 求 机 械 密 封 厂 家 对 密 封 方 案 选 型 规
[ 1 ] 天津大学编 《 化工原理 》 天津科技出 版 社 .
范 上 ， 机 械 密 封 为 背 对 背 双 端 面 带 压 设 计 （ 如 图 一 ） ， 密 封 缓 冲 液
[ 2 ] 清华大学编 《 机械原理 》 清华大学出 版 社 .
压 力 P 2 大 于 P 1 ， 使 介 质 无 法 向 大 气 侧 泄 漏 ， 真 正 做 到 泵 内 输 送 介
[ 3 ] 何玉洁编 《 机械密封选用手 册 》 机械 工 业 出 版 社 .
质 （ 含硫化氢富 甲醇 ） 无法泄漏到 大气侧 。 其中 ， 图二中 PLAN 53B
带 压 密 封 系 统 是 靠 蓄 能 器 为 机 械 密 封 的 缓 冲 液 提 供 稳 定 可 持 续
的 压 力 保 证 ， 减 少 封 液 压 力 的 脉 动 ， 由 于 封 液 压 力 P 2 大 于 含 硫 化
2014 年 12 月
43 |
|
