機(jī)械密封在石油化工泵的應(yīng)用分析

1.
前言
泵的可靠性在很到程度上取決于機(jī)械密封，在石油化工企業(yè)中，所處理的流體大多易燃易爆，一旦機(jī)械密封失效泄漏，不僅污染環(huán)境、影響人體健康，而且還會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等重大事故。我們主要從石油煉制泵用機(jī)械密封不同工況下密封結(jié)構(gòu)選型入手，降低密封使用故障率，提高使用可靠性。
2.
高溫?zé)嵊捅糜脵C(jī)械密封
高溫?zé)嵊捅弥饕谐５妆谩p底泵、催化油漿泵，該類泵的特點(diǎn)是溫度高（370℃-400℃）、油品粘度大、塔底有雜質(zhì)。我們針對(duì)高溫泵的這些特點(diǎn)采用的是YH-609系列機(jī)械密封, 結(jié)構(gòu)選型主要結(jié)合了以下幾個(gè)方面:
2.1
金屬波紋管旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)
旋轉(zhuǎn)波紋管密封在旋轉(zhuǎn)離心力作用下可以自身清洗波紋管，減少波紋管外圍沉積和內(nèi)側(cè)結(jié)焦，并能防止因急冷造成的波紋管變形。泵類設(shè)備轉(zhuǎn)速一般為2950r/min，機(jī)械密封線速度遠(yuǎn)小于25m/s,因此，可以選用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
2．2密封結(jié)構(gòu)形式采用開槽斜面擠緊軸套


這種定位傳動(dòng)可靠，安裝拆卸方便且不傷軸。并設(shè)置有限位板，便于泵外調(diào)整密封的壓縮量。波紋管內(nèi)徑一處設(shè)一45℃斜角，以分散應(yīng)力，延長(zhǎng)波紋管壽命。輔助密封采用柔性石墨替代合成橡膠，可以承受高達(dá)425℃的高溫。
2．3 摩擦副材料的選取
對(duì)摩擦副材料的選取我們采用“硬對(duì)硬”結(jié)構(gòu)，起初動(dòng)靜環(huán)我們選擇了SiC-WC，但是運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)動(dòng)環(huán)出現(xiàn)肯邊現(xiàn)象。改用YG6-YG6之后，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一直正常。
2．4機(jī)械密封輔助措施采用密封腔夾套冷卻、自沖洗及密封折流板急冷
高溫?zé)嵊捅幂S封外面夾套冷卻基本上按API610標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。沖洗方式考慮其經(jīng)濟(jì)性我們采用了正壓自沖洗，沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力0.07-0.1mpa.


密封公稱直徑
48-59
60-84
85-95
95-133

平均沖洗量
0.067
0.10
0.13
0.18



高溫?zé)嵊捅貌捎眉崩湟簽樗?，背冷液流量，一般可根?jù)軸徑大小考慮：軸徑d＜100mm時(shí)，流量為0.2-2L/min,軸徑d＞100m時(shí)，流量為0.5-3L/min.
考慮到本地水質(zhì)較差、硬度較大，我們采取了擴(kuò)大密封壓蓋冷卻進(jìn)出水孔，增大折流板與靜環(huán)間隙等措施，使得急冷液流量增大近2倍.大大改善了密封冷卻效果并有效地防止了密封結(jié)垢現(xiàn)象。
3.
汽、柴油泵用機(jī)械密封 
3．1多彈簧機(jī)械密封靜止結(jié)構(gòu)
該類泵的機(jī)械密封采用靜止結(jié)構(gòu)（溫度高于200℃泵采用波紋管結(jié)構(gòu)）。一是避免由于高速攪拌產(chǎn)生的熱量；二是防止彈簧傳遞扭矩。

3．2摩擦副材料的選取。
對(duì)摩擦副材料的選取我們采用“WC-C”結(jié)構(gòu)。在選擇輔助密封材料時(shí)要考慮以下主要因素：
a.良好彈性，壓縮永久變形小；
b.耐高溫，在高溫下不粘著；
c.與介質(zhì)相容，不易產(chǎn)生溶脹、硬化等；
d.摩擦系數(shù)小，有良好的機(jī)械性能。
同過比較，我們選擇了耐溫較高的氟橡膠（溫度范圍-20℃-200℃）。
3.3 輔助密封措施
輕油泵機(jī)械密封輔助措施我們采用了密封腔夾套冷卻、無(wú)折流板急冷。
4.
低溫輕烴泵用機(jī)械密封 
4.1
多彈簧機(jī)械密封采用靜止結(jié)構(gòu)。
采取增加非補(bǔ)償環(huán)尾部長(zhǎng)度和采用副后蓋結(jié)構(gòu)等措施，增加輕烴泵機(jī)械密封的抗抽空能力。
4．2
采用靜環(huán)背冷措施。
對(duì)介質(zhì)易汽化的輕烴泵軸封我們?cè)鲈O(shè)背部冷卻,在軸封正常操作時(shí),可對(duì)端面溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),使相變半徑靠近內(nèi)徑,增大液膜比例。在泵抽空時(shí),由于端面溫度降低,使閃蒸壓力降低,對(duì)防止端面分離有積極作用。 
4.2
摩擦副材料的選取。
對(duì)摩擦副材料的選取我們采用“SiC-C”結(jié)構(gòu)。輔助密封材料選擇耐低溫的硅橡膠材料。
4.3

采用自沖洗措施。
通過沖洗來提高密封腔壓力以防止抽空造成的密封干摩擦。自沖洗措施不僅可保證密封腔內(nèi)有較高的介質(zhì)壓力,避免介質(zhì)在密封腔內(nèi)汽化或氣體積聚,而且還可把摩擦副產(chǎn)生的摩擦熱及時(shí)帶走,有效控制密封端面溫升,增大液相面積,改善摩擦狀態(tài)。
5.
結(jié)束語(yǔ)
正確合理地選擇機(jī)械密封結(jié)構(gòu)型式、材料并對(duì)密封進(jìn)行合理改進(jìn)，對(duì)提高機(jī)械密封可靠性有著重要意義。在本次檢修中我們對(duì)所有泵進(jìn)行了合理選用及改造，從開工試運(yùn)至今一年來設(shè)備運(yùn)行基本正常。