机械密封在扬子石化离心泵中的应用.docx

1、机械密封在扬子石化离心泵中的应用 本文由mengyan197206贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第 卷 第 期 聚 酯 工 业 ： 机 械 密 封 在 扬 子 石 化 离 心 泵 中 的应 用 曹德 军 （ 扬子石化有限公司物装部 ， 江苏 南京 ） 摘要 ： 分析了扬子石化各装置离心泵所用机械密封结构型式和特点。针 对在实际使用 过程 中出现 的机械密封失效 实况 ， 提 出了改进机 械密封 的结构 、 选择可靠 的密封材料 、 优化辅助密封 系统 的运行等措施 ， 以延 长机械密封 的使用寿命 ， 提高机械 密封的密封性能 ，

2、减少泄漏 ， 提高石化装置的经济效益。 关键词 ： 离心泵 ； ； 机械密封 中图分类号： ， 文献标识码 ： 文章编号 ： ） （ 前 言 机械 密 封 是 各类 旋 转 动 设 备 上 的 非 功 能 性 部 件 ， 却是 非常 重要 的基 础 部 件 。它 是 一 种用 来 解 但 件， 高水平实现高 值 ， 大型剖分结构， 动监控装 自 置 。（ ） 机械密封 在使 用 范 围上将 不 断扩 大 ， 不仅在 机泵 阀上使 用率越来越 大 ， 而且在 反应 釜转盘塔搅拌 机离 心机 、 离心式 压缩机 等设 备 上均 被采 用 。（ ） 从 决旋转轴与机体之间密封的装置。它是 由至少一对

3、 垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力 （ 或磁力） 的作用及辅助密封 的配合下保持贴合并 相对滑动而构成防止流体泄漏的装置 ， 常用于泵 、 风 机、 压缩机、 离心机 、 反应釜 、 搅拌釜等旋转式流体机 械， 也用于齿轮箱 、 阀门、 旋转接头等密封。社会 的 发展 ， 技术的进步 ， 要求节能降耗 ， 要求提高设备效 率 ； 求重 视环境 保 护 ， 少 原 材 料 泄 漏损 失 ， 免 要 减 避 环境 污染 ； 求工 厂设 备长周 期 安全稳 定 运转 ， 要 尽量 消 除装 置 中 的 “ 、 滴 、 ” 避 免 有 毒 有 害 易 燃 跑 冒、 漏 ， 易爆介质的泄漏事

4、故发生。基于各方面的要求 ， 密 封技术越来越重要 。据调查 ， 各类化工、 石化等工艺 装置的机、 阀中， 采用机械密封。扬 子公 泵、 有 司 引进装 置 的 泵 中 采 用 机 械 密 封 的 占 。 资料表明， 国内外 的几个石化企业 的机泵维修工作 中， 机械密封失效维修 占 或更高一些。可见机 械密封虽然仅为设备上 的一个非功能部件 ， 但在设 备安 全性可靠 性 耐久性 方 面发挥 着重 要 的作用 。 随着密封领 域新 技术 、 理 论 、 材 料 、 结构 、 新 新 新 新工艺、 新标准的不断涌现， 机械密封 的发展将出现 以下几个方面特点 ： 向高参数、 （ ） 高性能、

5、 高水平 方向发展， 即参数上达高压、 高速、 高温、 超低温、 大直 径 。 目前 ， 国际上机械密 封发展 已达到单级压力 一 使用温度在 一 机器转 ， 一 ， 速高达 ， 值达 到 ? 。 性能上满足干运转、 零泄漏 、 无油润滑浆液等介质条 收 稿 日期 ： 。 过去单一重视单独密封体发展到重视整个密封系统。 （） 制订更严格的泄漏检测标准 ， 更注意安全和环境 的保护。从过去仅要求的可视“ 泄漏”不注意看不见 ， 的易挥发物的“ 逸出” 到新标准开始控制易挥发物的 ， 逸出量 ， 真正实现从要求“ 零泄漏” 到实现“ 零逸出” 。 （） 运转寿命更 长 。为满 足装 置 的长周 期

6、稳定 运转 ， 延长装 置的检修周期 和操作周期 ， 机械密封 的使用寿 命将 由 年延 长至 年 或更长 。 随着 机械 密 封 的发 展 ， 的产 品会 不 断 涌 现 。 新 （） 端面 开 槽 型 机 械 密 封 。 干气 密 封 ， 游 泵 送 密 上 封， 热流体动力楔和动压 垫机械密封是三大代表。 由于计算机技术快速发展 ， 这类密封端面开槽型机 械密封的结构优化和数值分析得 以实现。 目前 ， 它 们主要用在高参数工况 ， 应用对象从压缩机膨胀机 到泵釜等设备 。（ ） 可控机械密封技术 。美 国一个 密封研究小组 年来一直致力对它的研究， 可控机 械密封具有对端面之间流体膜状

7、态 （ 相态、 膜厚、 膜 温） 实现在线控制 的能力。随着传感技术和微电子 技术 的发展 ， 可控机 械密封技术在高科技领域 （ 如 航空航天核 电站 ） 和传统工业 的运用将得 以实现。 （ ） 力 密 封 。磁 性 材 料 钕 铁 硼性 能优 异 ， 格 便 磁 价 宜， 磁力机械密封结构简单 ， 安装方便 ， 在工况不太 恶 劣情况 ， 运用 在 风 机 泵 汽 轮 机 齿 轮 机上 。 （ ） 可 机械密封及辅助系统。把密封问题作为系统工程来 处理 。 作者简介： 曹德军 （ ） 男 ， 一 ， 江苏盐城人 ， 工程师 ， 从事物资采购及管理工作。 第 期 曹德 军 ： 机械 密封

8、在扬 子石 化离 心泵 中的应用 离 心 泵 用 机 械 密 封 结 构 及 选 用 离心泵用机械密封 的结构形式有很 多种 ， 其分 类 方法也 各有 差异 ， 常可 以根 据 机 封 的结 构特 征 通 和使用工况进行分类 。一般按 结构将机封分为 ： 】 （） 平衡型和非平衡型； 单弹簧和多弹簧 ； 内 （） （） 装 式和外装 式 ； 内流式 和外 流式 ； 弹簧 旋 转 （） （） 式 和弹簧 静 止 式 ； 接 触 式 和 非 接 触 式 密 封 。按 （） 照机 械密封 的使 用 工 况 又 可 以将 它分 为 ： 高 温 （） 机封 ； 低 温机 封 ； 高 压 机 封 ； 高

9、 速 机 封 ； （） （） （） 温度 （一 ） ， 介质 压力 在 （ ， ） 密封 端 面线 速 度 低 于 。该 型式 机 封 具 有 多 种不 同形 式 的 结 构 ， 格 齐 全 ， 用 普遍 ， 合 规 应 符 准 。其 设 计 合 理 ， 件 互 换 性 好 ， 封 标 零 密 环能被轻松插入 ， 更换容易 ， 推环被传动耳环卡位 ， 可防止弹簧脱落。同时提供 外包 四氟的 动 静 环 形 圈 ， 机封 在腐 蚀 性 强 的工况 下仍能 正常 使 工作 。 公 司 的机 械 密 封 在 扬 子 公 司 乙 醛 装置 和芳 烃装 置 中应 用较 多 。 （） 耐腐蚀机械密封 ；

10、适用于含有磨料介质和高 （） 黏度介质的机械密封 ； 真空机械密封。 （） 平衡型 机封 在扬子公司各装 置使用 的离心泵 中， 采用较多 的平 衡 型 机 封 有 公 司 的 系 列 ， 公 司的 系列 ， 公 司 的 ， 系列 ， 公 司 的 系列 等 。 型 图 型机械密封结构 型 型密封是 公司 的 组公制尺寸机 型密封是 公司 的泵用机械密封产 品结构 ， 图 它是单端 面、 见 ， 多弹簧、 平衡型密封。 辅助 密封 有 形 圈和 形 圈 种 ， 形 圈常用 材 料 为 它在 聚 乙烯装 置 的离 心泵 中应用 较广 。 ， 械密 封产 品 ， 构见 图 符 合 现 行 的欧 洲

11、标 准 结 ， 。 国际标 准 。其适用 的工况为 温 度（ 一 ）， 介质压力不大于 转速 ， 低 于 适 用 的介 质 有 油 、 、 机 溶 剂 以 ， 水 有 及其 它弱腐 蚀性 溶 液 。机封 采用 多 弹簧 结 构 ， 面 端 比压 均匀 ， 受 旋 转 方 向 限 制 ， 环 辅 助 密 封 采 用 不 动 楔形圈， 具有机封初始密封性好 ， 耐蚀性强 ， 随 着机封摩擦副的磨损具有一定 的补偿功能 。静环辅 助密封采用矩形圈、 形圈 ， 同样为耐蚀介质提供多 样的选择。该型号机封 在扬子公 司 的芳烃 装置和 装置中使用最多。 图 型机械密 封结构 型 型密封 是 公 司 的平

12、 衡型标 准密 封， 常用 于 工 艺 介 质 ， 封 材料 为 轴 形 圈 ， 型机 封轴 封 采用 形 圈 。公 司 的 型机 封的 型符合 尺寸 ， 在乙烯装 置中使用较 多。结构如图 所示 。 图 型机械 密封结构 型 型机械 密封是 公 司 的单 端 面、 多弹簧平衡型机械密封 ， 构见 图 有 结 ， ， ， ， ， ， 和 的 个 系列机封 ， 轴径 为 （ ） ， 适用 的工况 为 图 型机械密封结构 非平衡型 机封 聚 酯 工 业 第 卷 料 。机 封选 型 的参 数 主 要有 密 封 腔 压力 、 质 和 冲 介 洗液 的温度 、 密封 端 面线速 度 ， 流体 的特性及

13、密封安 装 的有 效空 间等 。 在 扬子公 司各 装 置 使 用 的离 心泵 中 ， 用 较 多 采 的非 平衡型 机封有 公 司 的 系列 ， 公 司的 系列 ， 公 司 的 ， 密封腔 的压 力 系列 ， 公 司 的 系列 等 。 型 根 据机 械密 封密 封腔 的压 力可 以决定选 择机封 结构 为非 平 衡 型 、 衡 型 、 端 面 、 平 单 双端 面 、 多端 面 、 多级不 同形 式 的机械 密封 。 密封端 面线 速度 型密 封是 公 司 的 组 公制 尺 寸 机 械密 封 产 品 ， 构 见 图 ， 合 现 行 的 欧 洲 标 准 结 符 国际标准 ， 。其 适用 的工

14、况 （ 介 除 质 压力 为不 大 于 外 ） 结 构 与 型 相 和 同 。该 型号机 封联 同 公 司 的 型系 列 机 根 据机 械密 封端 面 的线速 度可 选择机械 密封 的 结构为 旋转 式 、 止 式 、 体 动 压 式 和非 接 触 型 机 静 流 封。 使 用环 境温 度 封 在扬 子公 司的芳 烃装 置和 装 置 中使 用最 多 。 根据机械密封的使用环境温度 ， 考虑密封端面 间的液膜闪蒸温度 ， 波动时的耐热冲击性能 ， 随温升 降低介质的黏度和润滑性 ， 辅助密封材料 和机械密 封密封摩擦副耐热极 限， 温度 升高后腐蚀加剧对机 封 的影响 ， 低温情况下材料 的脆化

15、和橡胶辅助密封 圈的硬化失弹情况 ， 温度降低物料聚合或析出结晶。 图 型 机械 密封 结构 通 过这 些条件 确 定 密封 的结 构 、 擦 副 和辅 助密 封 摩 圈的材料、 是否增加润滑冷却方法， 增加冲洗保温措 型 施， 制订 保冷措 施 。 密 封流体 的 性质 型机械密封是 公 司的非平衡型 泵 用机 械密 封 ， ， 和 个 系 列 ， 有 其 中 系列 最常 用 ， 构 见 图 结 。适 用 的工 况 为 温 度 （一 ） 介 质压 力 不 大于 ， ， 密封 端 面线速 度低 于 ； 型式 机 封 具 有多 种 不 同 该 形 式结 构 ， 格 齐 全 ， 用 普 遍 ， 合

16、 规 应 符 标 准， 在产 品标注 上包 括产 品型 号 、 径 、 轴 弹簧旋 向 、 厂 根据密封 的流体性质 ， 是否具有腐蚀性而降低 密封的使用寿命 ， 是否存在颗粒造成机封的磨损 ， 蒸 气压力高导致端面易开启 ， 介质黏度低 、 具有挥发性 或夹杂 空气 干摩 擦 的 问题 ， 质是 否 易燃 、 介 易爆 、 有 毒， 是否 危及环 境 安全 。通 过 这 些 情 况可 以确定 选 用 密封 的结构 ， 封 件 的 材 料 ， 滑 的方 法 ， 密 润 隔离 的 措施 及 安全措 施 。 安 装密 封 的空 间尺寸 标材料代号等。其设计合理 ， 零件互换性好 ， 密封环 能被轻

17、松插入 ， 更换容易 ， 推环被传动耳环卡位 ， 可 防止弹簧 脱 落 。 同时 提 供 外 包 四氟 的 动静 环 形圈， 使机封在腐蚀性强的工况下仍 能正常工 作 。 公 司 的机 械 密 封 在 扬 子 公 司 乙醛 装 置和芳 烃装 置 中应 用较 多 。 通过安装密封的有效空 间， 决定选用密封的结 构， 选用多弹簧、 单弹簧 、 波形弹簧， 或内装式和外装 式 结构 。 机 封 的应 用及 其使 用 的工况 与设 备有很 大的关 系， 在实 际使 用 中一定 要弄 清机 封使 用 的条件 ， 充分 利用各机械密封生产厂家 的产 品样本 、 技术文件或 与生产厂协商咨询选择合适 的机

18、械密封。针对一些 特殊的使用条件 ， 则必须与密封 的生产厂或研究单 位协商 ， 重新设计采用新结构满足使用要求。需要 图 型机械密封结构 考 虑 的特 殊工 况 有 ： 温 度 高 于 或低 于 一 （） ； 密封工作压力高于 （ ） （） ； 密封端面 线 速度 大于 。（ ） 料是 浆液 或介 质 中含有 物 泥砂 、 纤维等 ； 流体为低 沸点 、 （） 易气化、 易燃易 机械密封 的选 用原 则 根据综合情况选取机封的结构、 组合形 式及材 爆、 剧毒等介质 。 第 期 曹 德军 ： 械密 封在 扬子 石化 离心 泵 中 的应 用 机 机械密封在扬子石化 装置离心泵 中的 应用 应

19、用 乙烯 、 磺化 聚 乙烯 橡 胶 和 丁 腈 橡胶 。金属 波 纹 管 氯 采 用焊 接结 构 。 形 密封 圈 采 用 聚 四氟 乙烯 材 料 ， 型牌 号 典 扬子 石化公 司现 有 乙烯 、 乙烯 、 聚 聚丙 烯 、 乙二 醇、 芳烃 、 精对 苯二 甲酸 、 乙醛 和 污 水 处 理 套 引进 装置 和 国内设计 引进 部分 设备 的乙酸 装置 。泵 用机 械密 封 主要 为 日本 、 国 、 国 、 国 等 大 型密 封 公 美 英 德 司 的产 品 ， 机械 密封 的优 点 突 出。 其 （ ） 品系列 化标 准 化 ， 封 元 件 通用 性 好 ， 产 密 同 一 是 。形

20、密封圈采用丁腈橡胶 （ ） 和氟 橡 胶 （ ， 的密封 公 司为 了提 高耐蚀性 能 ， ）有 采 用橡 胶 圈外 包 覆 聚 四 氟 乙 烯 的 形 圈 。也 有 一 些 公 司采用 既有 橡胶 弹性 又具有 聚 四氟 乙烯 耐蚀性 能 的杜邦公司的 材 料 形圈系列产品。扬 子在近几 年 的机封 改进 过程 中， 选用 了高性能 的 材 料 。 规格 可 以互 换 。 （） 公制 密封 占大 多 数 。从 现 有 引进 的机 械 密 封 套数 可 以得 出 ， 制 密封 只 占 左右 。 英 （ 推 行 密 封 腔 尺 寸 标 准 。 自 ） （） 品种 规格齐 全 ， 满 足 现 代工

21、 业 要 求 ， 石 能 凡 油化工生产中需要的高温、 低温 、 高压 、 高速、 耐蚀耐 磨 的机械 密封都 能供 应 。 年国际标准化 组织制 订 密封腔尺寸 的规定 以来 ， 国密封公司相继采用 各 标准 ， 在产 品样本 中几 乎都 注 明哪些 品种适 用于 的 尺寸 系列 。 （） 配置 相应 的辅 助 装 置 。机 械 密封 的辅 助装 置 的作用 已被 人 们认 识 ， 引进 的机 械 密封 特 点 之 就是 配备 了各 种 辅助 装置 ， 密封 达到 预期 的效果 。 使 （） 结构多数采用平衡型 ， 多弹簧、 辅助密封 圈 为楔形 圈或 形 圈 。例 如 ， 乙烯 装 置 泵

22、 用 机 械密 封 平衡型占总数 的 ， 弹簧结构 占 ， 多 形 密封 圈 占 。 （） 密封使用的材料各有特点。密封 的材料除 按照 ， 等标准外 ， 各密封公 司内部 都有 自己的密封材料规范 ， 其材料名称通常 以代号 或商业名称出现。凡是在机封上经常使用的材料在 扬子石化离心泵的机封上均有体现。 动、 静环配对材料 。动静环配对材料视工况、 介质而定 ， 除软一 硬相配外 ， 也采用不 同材料 的硬一 硬 相配。同样石墨环， 有的用作动环 ， 的用作静环 ， 有 或 许 因为散热条 件关 系 而作 相对 位置 更 动 。从 统计 数字 表 明 ， 引进 的泵 用机 械 密 封有 的动

23、 环 采用 石 墨类 软 质材 料 （ 作 条 件 苛 刻 的场 所 ， 环 一 般 工 动 还是采 用硬 质 材 料 ） 国 内机 械 密 封 的 动 环 大 多 数 ， 在扬子石化 的各装置 中 的工 艺介质泵采用辅 助装 置 。 （） 新技术 、 新结构、 新材料的推广和使用。重 要的泵采用干气密封或上游泵送密封替代普通的机 械密封 ； 对腐蚀性介质或高温 、 低温的场合使用杜邦 公 司 的 橡 胶 和 的 橡胶 。 问题 及 改进 机 械 密封 是所 有 离心泵 运 行 中最 薄弱 的环 节之 一 ， 也 是设 备 维 修 的 主 要 原 因 。据 统 计 ， 约 大 采用碳化钨、 陶

24、瓷等硬质材料。 大量采用石墨密封环 采用 及其他耐蚀硬质合金 密封 环。 是新型陶瓷材料 ， 它具有优 良的摩擦性能 ， 常适合 非 用于作密封环材料， 已有乙烯装置部分工艺介质泵采 用 密封环。其他硬质材料 以耐蚀碳化钨和 钴铬钨硬质合金 ） （ 为主 ， 普遍用 于 动环或 静环 。 弹簧材料多数为 ， 它属高镍铬合 金 （ ） 常称 ， 合金 。此外 还采 用 型不锈钢 （ ） ， 的泵的维修归因于机械密封 。泵在运行半年后就有 的机械密封失效 ； 而在复杂恶劣工况条 件下 ， 机封失效 引起 设备 维修 的比例就更 大一些 。 机械密封属于较精密的部件 ， 合理的机封结构 ， 正确 的安装程序 ， 格 的操 作规范 ， 当的维护保养制 严 恰 度， 及时对设备使用 中机械密封 的故障进行