淺析磁翻板液位計(jì)機(jī)械密封失效分析與改進(jìn)
發(fā)布時(shí)間:2019-09-03 發(fā)布作者:
摘 要:隨著煤化工的日益發(fā)展,對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性要求越來(lái)越高,本文根據(jù)變換裝置實(shí)際運(yùn)行情況,著重介紹和分析磁翻板液位計(jì)機(jī)械密封泄漏的主要原因,并提出改進(jìn)措施,實(shí)施后效果良好,提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。
磁翻板液位計(jì)P1501AB是該工段關(guān)鍵設(shè)備。介質(zhì)(高溫冷凝液)從高溫凝液收集罐V1508經(jīng)磁翻板液位計(jì)P1501增壓后打入碳洗塔。若該磁翻板液位計(jì)出現(xiàn)故障,而備用磁翻板液位計(jì)又不能及時(shí)啟用,會(huì)造成變換系統(tǒng)的冷凝液無(wú)處排放,儲(chǔ)罐V1508滿了就必須停變換系統(tǒng)(因該處冷凝液含有少量粗煤氣,有毒有害,不能隨意排放)。所以該磁翻板液位計(jì)的備用磁翻板液位計(jì)必須完好備用。
自變換裝置正常運(yùn)行后,該磁翻板液位計(jì)故障頻發(fā),一臺(tái)磁翻板液位計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)上幾個(gè)小時(shí)就被迫倒磁翻板液位計(jì)并檢修,不僅給維修人員造成很大的壓力和困難,也給變換系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成很大威脅。該磁翻板液位計(jì)的主要故障集中在機(jī)械密封的失效,經(jīng)過(guò)反復(fù)拆檢,做出失效分析和改進(jìn)措施:
2 磁翻板液位計(jì)端機(jī)械密封及沖洗系統(tǒng)
該磁翻板液位計(jì)采用串聯(lián)式、內(nèi)裝式、高背壓型機(jī)械密封,動(dòng)、靜環(huán)材質(zhì)分別為碳化硅、石墨浸金屬,密封圈為氟橡膠“O”形圈。密封型號(hào):CM291B-075F/1B-070F-C058(附密封圖紙)。密封端面采用介質(zhì)循環(huán)沖洗方式,從密封腔出口引出的高溫水經(jīng)中間冷卻器冷卻后再注人密封腔,對(duì)密封端面進(jìn)行沖洗冷卻。沖洗方案:API Plan23+52。
3 機(jī)械密封故障診斷
3.1 故障現(xiàn)象(附密封分解照片)
機(jī)械密封失效導(dǎo)致介質(zhì)泄漏主要從軸套部位發(fā)生,繼而初步判斷是軸套“O”形密封圈失效。后機(jī)械密封部件拆檢后,發(fā)現(xiàn)主要故障現(xiàn)象是:
(1)前端動(dòng)、靜環(huán)“O”形密封圈失效,老化變硬,“O”形截面塑變成方形;
(2)軸套“O”形圈碳化(圖中碎成三截的)。
3.2 失效分析
故障原因分析表明,密封沖洗系統(tǒng)存在問(wèn)題及密封腔溫度過(guò)高是造成機(jī)械密封頻繁失效的主要原因。密封腔溫度高造成密封圈老化變形。
正常狀況下PLAN23方案應(yīng)和小間隙喉套配合使用,形成近乎封閉的腔體,換熱器帶走密封端面熱和
磁翻板液位計(jì)腔吸收熱,密封腔可以降到很低的溫度,保證“O”形密封圈的正常使用。
從這臺(tái)磁翻板液位計(jì)現(xiàn)表現(xiàn)出來(lái)的情況來(lái)看,密封沖洗系統(tǒng)效果并好,密封腔內(nèi)介質(zhì)溫度等于操作溫度,超過(guò)橡膠“O”形密封圈的使用溫度范圍,造成密封圈很快老化與塑性變形,特別在PLAN23方案沒(méi)有沖洗到的軸套“O”型圈特別嚴(yán)重,已經(jīng)碳化變硬成石墨狀,導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏。
4 機(jī)械密封的改造措施
(1)更改前端密封“O”形圈的材料,選擇耐高溫的進(jìn)口全氟橡膠FFKM(Kalrez)較高溫度可以300度左右,更改前端密封靜環(huán),改用耐溫性能優(yōu)良的進(jìn)口石墨牌號(hào)為KC573。
(2)為了減少高溫介質(zhì)進(jìn)入密封腔,調(diào)整口環(huán)φ69配合尺寸(如密封圖),減小間隙;或者調(diào)整葉輪定距套尺寸,把葉輪的背隙減小,減少高溫介質(zhì)進(jìn)入密封腔體,并進(jìn)一步降低葉輪背側(cè)壓力,提高沖洗液壓差。
(3)前端密封沖洗23方案改為32外接脫鹽水沖洗,引入外接脫鹽水經(jīng)冷卻后至密封腔進(jìn)行外沖洗,以提高沖洗液壓力及提高沖洗量,使沖洗液壓差保持△ p=0.3MPa。
(4)改進(jìn)磁翻板液位計(jì)的操作步驟。改造后介質(zhì)和沖洗液之間溫差很大,先打開(kāi)密封沖洗液,使沖洗液壓力達(dá)到指定壓力,再按步驟啟動(dòng)磁翻板液位計(jì),以防止密封元件因急冷急熱而脆裂。
5 磁翻板液位計(jì)P1501開(kāi)車前準(zhǔn)備與步驟
5.1 連接好各管路、儀表、儀器
5.2向儲(chǔ)罐注密封液
打開(kāi)儲(chǔ)罐頂端排氣閥、緩沖液進(jìn)出口閥,關(guān)閉排液閥。由儲(chǔ)罐補(bǔ)液接口S向儲(chǔ)罐及其系統(tǒng)注入緩沖液至儲(chǔ)罐的標(biāo)準(zhǔn)液位刻度線(液位計(jì)中間刻度線),并觀察各接口處有無(wú)泄漏,有則即時(shí)處理。
5.3開(kāi)車步驟
(1)連接好各管路、儀表、儀器后進(jìn)行手動(dòng)盤(pán)車,手感自如(此時(shí)磁翻板液位計(jì)的出口閥和入口閥均處于關(guān)閉狀態(tài))。
(2)打開(kāi)磁翻板液位計(jì)入口閥門,觀察密封靜態(tài),若內(nèi)外側(cè)密封一切正常,則啟動(dòng)P-1501磁翻板液位計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)應(yīng)注意觀察儲(chǔ)罐上的液位及儀表指針的變化情況。用手觸摸儲(chǔ)罐,會(huì)感覺(jué)慢慢發(fā)熱,一般儲(chǔ)罐溫度升高到一定時(shí)(≤70℃)就不會(huì)再上升,說(shuō)明封液循環(huán)正常。若儲(chǔ)罐未變熱而磁翻板液位計(jì)體、壓蓋急劇發(fā)熱,說(shuō)明封液循環(huán)不暢(可能管線某處被堵塞或磁翻板液位計(jì)送效果不好),需停車檢查。
(3)密封正常使用時(shí),內(nèi)側(cè)密封和外側(cè)密封會(huì)有微量泄漏(在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)),運(yùn)行一段時(shí)間后,儲(chǔ)罐中的液體會(huì)減少,當(dāng)減少到低液位刻度線時(shí),液位開(kāi)關(guān)會(huì)報(bào)警,此時(shí)需要向儲(chǔ)罐補(bǔ)液,將液位補(bǔ)至標(biāo)準(zhǔn)液位刻度線以保證設(shè)備正常運(yùn)行。(建議正常工作時(shí),當(dāng)巡檢發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐液位低于標(biāo)準(zhǔn)液位刻度線較多但液位開(kāi)關(guān)還沒(méi)有報(bào)警時(shí),就補(bǔ)液)。
(4)當(dāng)內(nèi)側(cè)密封失效時(shí),介質(zhì)向外泄漏,導(dǎo)致封液上升,壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警,可判定內(nèi)側(cè)密封失效,但外側(cè)安全密封仍可保證介質(zhì)不會(huì)外漏到大氣環(huán)境中,此時(shí)需要停車更換機(jī)械密封。
(5)當(dāng)外側(cè)安全密封失效時(shí),大氣側(cè)會(huì)有可見(jiàn)泄漏出現(xiàn),且密封液液位降得過(guò)快,液位開(kāi)關(guān)會(huì)報(bào)警,此時(shí)需要停車更換密封(同上一條,不同的是壓力表示值會(huì)低于密封腔壓力)。
6結(jié)語(yǔ)
改造后的機(jī)械密封,前端密封沖洗23方案改為32外接脫鹽水沖洗,引入外接脫鹽水經(jīng)換熱器E2074冷卻后至密封腔進(jìn)行外沖洗。用一根3/4"碳鋼管線引入,加一節(jié)流閘閥控制沖洗液流量壓力,使得沖洗液壓力及沖洗量得到保障(沖洗液壓差保持△p=0.3Mpa)。密封腔的溫度明顯下降,機(jī)械密封的壽命大幅提高,累計(jì)運(yùn)行一個(gè)月未出現(xiàn)泄漏,變換系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)。