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双机械密封冲洗液自动补压装置的研究与应用

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成果主要完成人

杨勇,高文辉,赖勇,齐新海,屈涛,杜洋洋,李春辉,邹浪,吴攀,王吉成

项目概况

为保证石化行业现场的安全稳定生产,减少机械密封失效引发火灾的风险,通常在高危介质输送中采用双机械密封并配置冲洗方案。冲洗目的是实现冷却、清洗隔离和润滑等作用,以延长机械密封的使用寿命。然而,机械密封内冲洗液压力控制的稳定性是关键,特别对于大型输送泵而言,手动补压方式不利于稳定控制,对于海上平台远程生产也存在瓶颈问题。同时,近年来机械密封泄漏而导致的伤亡事故也引发了行业的关注,如2017年中石油大连某石化区公司泵密封失效引起火灾、2017年新疆某石化公司电石炉水冷却设备泄露引发爆炸导致2人死亡、2022年某石化公司水厂立式泵泄露触发关停等。 双机械密封广泛的应用于输送易燃易爆、有毒有害等高危介质,根据美国国家石油协会发布的API682标准,一般采取高标准的PLAN53A-PLAN53C作为机封冲洗方案。在实际的运行过程中,PLAN53A-PLAN53C仍然存在多种技术难点,比如冲洗液无法自清洁、冲洗液系统无法实现自动补压、冲洗液温度无法稳定控制、当多台泵并联使用时,需要同时配置独立的冲洗系统等。针对该问题,现场以揭榜挂帅的形式开展技术攻关,并创新的引入TRIZ工具进行系统分析并得出了多种解决方案,最终确定一种双机械密封自动补压装置的设计方案及控制逻辑,由该技术方案转化而成的发明专利已成果获得国家专利局授权,在机械密封冲洗液方案的改进上有着一定的推动作用。 通过该成果研制而成的自动补压装置已在中海油(中国)有限公司深圳分公司得到推广应用,尤其时率先在亚洲最大的海上固定式天然气处理设施,荔湾3-1平台上的凝析油外输泵上配置安装,有效稳定了危险介质(凝析油)输送泵的机械密封冲洗压力,保护输送安全。该设施使用双机械密封自动补压装置后,台风模式下的远程生产持续性得到明显延长,保障了粤港澳大湾区的能源安全。根据实测在配置自动补压装置后,完成6次台风模式生产,累计增产天然气约1434万立方米、节省双机械密封更换2套,直接产生经济效益3625万元。

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