串聯(lián)機(jī)械密封在氣分裝置液化氣泵上的應(yīng)用

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1、串聯(lián)機(jī)械密封在氣分裝置液化氣泵上的應(yīng)用摘要：針對我廠氣體分餾裝置液化氣泵機(jī)械密封頻繁泄漏的問題，本文分析了液化氣泵泄漏的主要原因，介紹了液化氣泵串聯(lián)機(jī)械密封的使用和特點(diǎn)，通過使用此密封，不僅確保了裝置的安全生產(chǎn)，而且還避免了因頻繁更換密封所帶來的資金浪費(fèi)，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：液化氣泵泄漏串聯(lián)機(jī)械密封保護(hù)系統(tǒng)1前言我車間30萬噸/年氣體分餾裝置泵-4為丙烯塔-1回流泵，輸送介質(zhì)為丙烯、丙烷，該泵自2009年8月份以來，經(jīng)常發(fā)生機(jī)械密封（單級）泄漏情況，嚴(yán)重時出現(xiàn)噴漏。液化氣具有易燃易爆、低引火點(diǎn)、低粘度等特點(diǎn)，液化氣的頻繁外泄，極大的增加了安全隱患，對裝置的安

2、全、連續(xù)運(yùn)行造成了較大的影響，并且污染了環(huán)境。同時，頻繁更換密封也造成了資金和人力的浪費(fèi)。2機(jī)械密封泄漏原因分析機(jī)械密封靠彈性構(gòu)件和介質(zhì)壓力在動環(huán)和靜環(huán)的接觸端面上產(chǎn)生壓緊力，使兩個端面緊密貼合并做相對運(yùn)動，也可做補(bǔ)償磨損的軸向移動，且在端面間維持一層極薄的液膜而達(dá)到密封的目的，這層液膜具有液體的動壓力與靜壓力，它能平衡密封介質(zhì)壓力和潤滑端面，從而迗到密封和長久使用的目的。從機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)和工作原理，液化氣介質(zhì)的性質(zhì)及日常應(yīng)用結(jié)果來看，液化氣泵機(jī)械密封泄漏的原因分析如下：2.1密封端面液膜閃蒸形成初期泄漏因?yàn)橐夯瘹鉃橐讚]發(fā)性介質(zhì)，所以極易汽化，產(chǎn)生相變。液化氣泵機(jī)械密

3、封的冷卻系統(tǒng)在結(jié)垢堵塞時，或是工藝條件波動時，由于端面摩擦及旋轉(zhuǎn)元件攪拌液體產(chǎn)生熱量致使介質(zhì)的飽和蒸氣壓上升，當(dāng)密封的工作壓力低于介質(zhì)的飽和蒸氣壓時，端面液膜發(fā)生閃蒸爆裂，喪失潤滑，造成密封端面干摩擦，致使密封泄漏。拆解泄漏的機(jī)械密封時發(fā)現(xiàn)兩點(diǎn)。(1)靜環(huán)被輕微咬蝕，有慧星狀紋理，有的石墨環(huán)外沿切邊，是因液膜閃蒸后密封端面傾斜所致；動環(huán)密封面有徑向裂紋(熱裂)，是因密封端面間液膜轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時的溫差過大而造成。(2)靜環(huán)上嚴(yán)重磨損和凹槽；動環(huán)有徑向裂紋和變色；0形圈硬化、開裂，是因密封端面干摩擦所造成。2.2密封端面結(jié)冰促使更大泄漏當(dāng)密封端面形成干摩擦，端面磨損出現(xiàn)輕微

4、泄漏后，揮發(fā)的液化氣使周圍的水汽遇冷凝結(jié)成冰晶，密封端面及其周結(jié)冰，從而導(dǎo)致更大的泄漏。3機(jī)械密封頻繁泄漏的解決辦法針對這一情況，我廠維修車間和丹東克隆密封廠家聯(lián)合對泵-4進(jìn)行了密封改造，用串聯(lián)機(jī)械密封替換以往的單級機(jī)械密封。3.1串聯(lián)機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)與機(jī)理串聯(lián)機(jī)械密封是由兩對單端面密封同向排列在一起的密封，在串聯(lián)密封中，隔離流體在兩對磨擦副間，將介質(zhì)端一對磨擦副與大氣端磨擦副隔離，起潤滑、密封、冷卻作用。其結(jié)構(gòu)如圖1所示：1_沖洗口；2—彈簧組件I;3—靜環(huán)I;4—內(nèi)壓蓋；5—泵送環(huán)6—封油出口；7—封油入口；8—外壓蓋；9一彈簧組件II；10_靜環(huán)II1串聯(lián)機(jī)械密封

5、示意該密封動環(huán)端面開有動壓半圓槽，密封旋轉(zhuǎn)時可以將更多的介質(zhì)帶入密封端面，在端面間形成液膜，并維持液膜的狀態(tài)和剛度，減少因液化氣潤滑性差造成的劇烈摩擦，減少密封端面的磨損，延長密封使用壽命。封油側(cè)密封對封油進(jìn)行密封，并利用泵送環(huán)輸送封油，保持封油的循環(huán)，帶走摩擦熱并潤滑端面。為了加強(qiáng)泵送效果，在設(shè)計(jì)中加大泵送環(huán)螺距及導(dǎo)程，調(diào)整泵送環(huán)與腔徑的間隙及螺旋槽深度，同時，將壓蓋上封油的進(jìn)出口設(shè)計(jì)成切向，減少油路的阻礙，方便循環(huán)。3.2密封循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)串聯(lián)機(jī)械密封循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)由自沖洗保護(hù)系統(tǒng)和封油保護(hù)系統(tǒng)組成。自沖洗保護(hù)系統(tǒng)是借助栗的輸送介質(zhì)液化氣的出口壓力，從泵出口經(jīng)沖洗線到

6、泵密封腔內(nèi)的自沖洗保護(hù)。利用輸送介質(zhì)從泵出口到泵密封腔進(jìn)行自沖洗實(shí)現(xiàn)了熱平衡，減輕了密封端面的干摩擦程度，改善了密封的環(huán)境。封油保護(hù)系統(tǒng)由封油罐、管件、閥件、壓力表、溫度計(jì)等組成。在封油罐內(nèi)裝入冷凍機(jī)油，由串聯(lián)機(jī)械密封上的泵送環(huán)，利用泵軸的轉(zhuǎn)動帶動封油罐內(nèi)的機(jī)油，使其在封油罐到密封腔內(nèi)強(qiáng)制閉路循環(huán)沖洗。這樣封油不但帶走了由端面摩擦產(chǎn)生的大量熱量，降低了溫度，而且還使端面得到了充分的潤滑，極大程度的避免了端面的干摩擦，提高了機(jī)械密封的可靠性。3.3串聯(lián)機(jī)械密封的特點(diǎn)從2009年11月份將栗-4改為串聯(lián)機(jī)械密封到現(xiàn)在，已有4個月的時間。在這段時間內(nèi)，丙烯塔-1回流泵泵_4

7、從未發(fā)生過密封泄漏情況。與以前使用過的單級機(jī)械密封相比，串聯(lián)機(jī)械密封有以下特點(diǎn)：(1)實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)生產(chǎn)隨著串聯(lián)機(jī)械密封的使用，泵_4密封頻繁泄漏問題已得到解決，使氣體分餾裝置消滅了因泵密封頻繁泄漏導(dǎo)致裝置停工停產(chǎn)的被動局面。(2)抗工藝波動的能力加強(qiáng)由于串級機(jī)械密封由兩種保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)，所以當(dāng)工藝不穩(wěn)，自沖洗系統(tǒng)保護(hù)作用減小時，封油保護(hù)系統(tǒng)將會給密封提供冷卻和潤滑，最大限度的避免了輔助密封圈0型環(huán)、V型環(huán)等密封原件的損傷，延長了密封的使用壽命。(3)安全性高，利于環(huán)保：如果泵密封一旦泄漏，泄漏出的液化氣會進(jìn)入密封封油液保護(hù)系統(tǒng)的封油罐中，最后通過封油罐的