浅谈HL320 导热油对双支撑离心泵机械密封的影响及对策

1 引言

青岛石油化工有限责任公司催化重整装置 2017 年大检修后为了提高装置运行效益、缩短开工周期，将热载体系统的导热油由原常三线柴油替换成 HL320 新型导热油，系统内的设备利旧。经过 2 个周期的运行验证：使用新型导热油后经济效益显著，仅节能降耗效益达300 万元 / 年。但新型导热油对热载体泵造成的危害异常突出，如机泵机械密封泄漏率高、轴承振动值、温度升高等。

热载体系统配备两台双支撑双吸单级离心泵，位号 P7301A/B，由沈阳工业泵厂于 2003 年设计制造，运行至今。主要技术参数如下表1 所示。

2 导热油的影响

2.1 导热油的优点

HL320 导热油由淄博北方淄特公司生产，技术指标见表 2。由表2 可以看出，导热油有较高的比热、导热系数、密度等，热传导效率高；酸值、硫氯含量低，对设备腐蚀小；残炭含量低、粘度小、热稳定性好，不易阻塞管线或设备，有效降低机泵抽空、机封泄漏、汽蚀等的危害因素。对装置及企业而言，导热油还具备以下优势：

1、缩短装置开工时间。使用导热油后，重整装置开工时间不受常减压装置生产常三线柴油的时间限制，重整热载体系统可提前进行升温、脱水等操作，装置开工时间缩短 3-5 天，有效缓解罐区石脑油库存压力。

2、装置瓦斯耗量大幅降低。对比 2015 年 -2020 年两个周期热载体加热炉的瓦斯消耗量，瓦斯平均耗量由 220Nm³/h 降至 100Nm³/h_⨀ 。

3、安全系数高。导热油自燃点高达 400°C ，而系统运行温度在240℃左右，远低于自燃温度，及时发生泄漏，也不会自燃，安全系数高于常三线柴油。

2.2 新型导热油对机泵的影响

对热载体泵而言，导热油存在的缺点可分为短期危害和长周期危害。

短期危害主要集中在装置开工初期，由于热载体系统在开停工过程使用蒸汽退油、吹扫，导致管线内不可避免的存在一定量的明水，常温下，水的密度较小，位于热载体罐上方空间，难以分离；升温后，水蒸气极易在罐内发生突沸，将热载体罐及管线内壁的铁锈等杂质带入机泵，当大量铁锈及水蒸气同时到达泵入口过滤器时，短时间内机泵会产生剧烈抽空、汽蚀等危害，造成机泵故障，如 2017 年开工时，因升温过快，发生突沸导致P7301B 推力轴承失效抱轴。

长期危害主要表现为机封和轴承使用寿命短。经统计，2017年 -2020 年运行周期内仅 P7301B 机封消耗量高达 19 套，平均寿命不足1500 小时，轴承运行温度平均升高10℃，机泵振动值大幅升高，由最大值由之前的 4.5mm/s 升高至 8.9mm/s，较差的运行环境直接导致机泵轴承寿命大幅降低，同周期内轴承消耗量高达 16 盘，平均寿

命不足2000 小时。

3 原因分析及改进

针对短期危害，可以通过降低升温速率、延长恒温时间的方法将系统内的水从热载体罐顶放空蒸发出来，同时加强开工初期机泵特护，如机泵出口压力降低、流量波动或抽空初期及时进行切泵清理过滤器。轴承使用寿命短多数为更换机封时拆卸损伤的因素，而如何提高机械密封使用寿命，则需要全面、系统地进行原因分析，制定相应的改进措施。

3.1 原因分析

失效后的机械密封，均具有两个共同特点：一是目测动、静密封面无明显损伤，二是波纹管内附着大量焦状物，系高温导热油氧化凝固后的产物。使用光带仪检查发现波纹管密封面存在中凸现象，说明波纹管随泵轴旋转时发生跳动，泵轴的跳动直接表现在轴承振动异常，同时波纹管结焦后的变形和松弛也能导致密封面出现磨损。因此，提高机械密封使用机泵运行环境，

HL320 导热油属于合成油，对石墨类密封材料有较强的渗透能力、同时有易结焦的特性；热载体泵出口流量由 180t/h 调整至 150t/h，出口阀门开度仅 3 扣，机泵流量限制严重，泵出口压力较高，导致机封上周期机泵油冷器冷却效果差，一定程度上加速了机封结焦泄漏。

3.2 改进措施

叶轮切削、安装支腿、增大油冷器换热面积、安装冷风环、机封氮气保护、冷却循环水管线改造包括增大回水管线直径由 DN25 增加至 DN40。

空气预热器的作用效果主要有以下四个方面：

① 改善并强化燃烧。当经过预热器后的热空气进入炉膛后，加速

了燃料的干燥、着火和燃烧过程，有助于稳定、改善和强化燃烧的作用。② 强化传热。由于炉内燃烧得到改善和强化，加上进入炉内的热

风温度提高，炉内平均温度水平也有提高，从而可强化炉内辐射传热。③ 减小炉内损失，降低排烟温度，提高锅炉热效率。

④ 由于炉内燃烧稳定，辐射热交换的强化，可以降低化学不完全燃烧损失。

具体实施方法

4 改进效果

2022 年 8 月 10 日进行叶轮进行切削，叶轮直径切削至 290mm，转子做动平衡，前后不平衡重量控制在 0.65g 以下。8 月 11 日，切换至该泵运行。机泵各项参数良好，运行正常。

经过半个月的运行验证，P7301B 叶轮切削后各项参数良好，运行正常。振动值大大降低，各监测点振动最高值下降至 3.5mm/s 以下，进入 B 区标准。流量在 155t/h 的工况下，机泵电流值由 167A 将至135A，全年节电效益近 10 万元。

5. 结论

HL320 导热油的应用虽提升了装置效率，但需针对其特性优化设备设计与管理。通过叶轮切削、结构加固及冷却系统改造，双支撑离心泵的运行稳定性与经济性显著提高。建议未来进一步研究耐高温密封材料与智能化监测技术，以实现长周期安全运行。

参考文献：

[1] GB/T 265-1988, 石油产品运动粘度测定法。

[2] GB/T 3536-2008, 石油产品闪点测定法。

[3] SH/T 0680-1999, 热传导液热稳定性测定法。