机械密封在石油化工泵的应用分析

1.
前言
泵的可靠性在很到程度上取决于机械密封，在石油化工企业中，所处理的流体大多易燃易爆，一旦机械密封失效泄漏，不仅污染环境、影响人体健康，而且还会导致火灾、爆炸等重大事故。我们主要从石油炼制泵用机械密封不同工况下密封结构选型入手，降低密封使用故障率，提高使用可靠性。
2.
高温热油泵用机械密封
高温热油泵主要有常底泵、减底泵、催化油浆泵，该类泵的特点是温度高（370℃-400℃）、油品粘度大、塔底有杂质。我们针对高温泵的这些特点采用的是YH-609系列机械密封, 结构选型主要结合了以下几个方面:
2.1
金属波纹管旋转结构
旋转波纹管密封在旋转离心力作用下可以自身清洗波纹管，减少波纹管外围沉积和内侧结焦，并能防止因急冷造成的波纹管变形。泵类设备转速一般为2950r/min，机械密封线速度远小于25m/s,因此，可以选用旋转结构。
2．2密封结构形式采用开槽斜面挤紧轴套


这种定位传动可靠，安装拆卸方便且不伤轴。并设置有限位板，便于泵外调整密封的压缩量。波纹管内径一处设一45℃斜角，以分散应力，延长波纹管寿命。辅助密封采用柔性石墨替代合成橡胶，可以承受高达425℃的高温。
2．3 摩擦副材料的选取
对摩擦副材料的选取我们采用“硬对硬”结构，起初动静环我们选择了SiC-WC，但是运转一段时间发现动环出现肯边现象。改用YG6-YG6之后，设备运转一直正常。
2．4机械密封辅助措施采用密封腔夹套冷却、自冲洗及密封折流板急冷
高温热油泵轴封外面夹套冷却基本上按API610标准执行。冲洗方式考虑其经济性我们采用了正压自冲洗，冲洗压力一般要求高于密封腔压力0.07-0.1mpa.


密封公称直径
48-59
60-84
85-95
95-133

平均冲洗量
0.067
0.10
0.13
0.18



高温热油泵采用急冷液为水，背冷液流量，一般可根据轴径大小考虑：轴径d＜100mm时，流量为0.2-2L/min,轴径d＞100m时，流量为0.5-3L/min.
考虑到本地水质较差、硬度较大，我们采取了扩大密封压盖冷却进出水孔，增大折流板与静环间隙等措施，使得急冷液流量增大近2倍.大大改善了密封冷却效果并有效地防止了密封结垢现象。
3.
汽、柴油泵用机械密封 
3．1多弹簧机械密封静止结构
该类泵的机械密封采用静止结构（温度高于200℃泵采用波纹管结构）。一是避免由于高速搅拌产生的热量；二是防止弹簧传递扭矩。

3．2摩擦副材料的选取。
对摩擦副材料的选取我们采用“WC-C”结构。在选择辅助密封材料时要考虑以下主要因素：
a.良好弹性，压缩永久变形小；
b.耐高温，在高温下不粘着；
c.与介质相容，不易产生溶胀、硬化等；
d.摩擦系数小，有良好的机械性能。
同过比较，我们选择了耐温较高的氟橡胶（温度范围-20℃-200℃）。
3.3 辅助密封措施
轻油泵机械密封辅助措施我们采用了密封腔夹套冷却、无折流板急冷。
4.
低温轻烃泵用机械密封 
4.1
多弹簧机械密封采用静止结构。
采取增加非补偿环尾部长度和采用副后盖结构等措施，增加轻烃泵机械密封的抗抽空能力。
4．2
采用静环背冷措施。
对介质易汽化的轻烃泵轴封我们增设背部冷却,在轴封正常操作时,可对端面温度进行调节,使相变半径靠近内径,增大液膜比例。在泵抽空时,由于端面温度降低,使闪蒸压力降低,对防止端面分离有积极作用。 
4.2
摩擦副材料的选取。
对摩擦副材料的选取我们采用“SiC-C”结构。辅助密封材料选择耐低温的硅橡胶材料。
4.3

采用自冲洗措施。
通过冲洗来提高密封腔压力以防止抽空造成的密封干摩擦。自冲洗措施不仅可保证密封腔内有较高的介质压力,避免介质在密封腔内汽化或气体积聚,而且还可把摩擦副产生的摩擦热及时带走,有效控制密封端面温升,增大液相面积,改善摩擦状态。
5.
结束语
正确合理地选择机械密封结构型式、材料并对密封进行合理改进，对提高机械密封可靠性有着重要意义。在本次检修中我们对所有泵进行了合理选用及改造，从开工试运至今一年来设备运行基本正常。