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机械密封在石油化工泵的应用分析

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。

1. 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:

1.1 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。

1.2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。

1.3 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。

1.4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.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。

2. 汽、柴油泵用机械密封

2.1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。

2.2摩擦副材料的选取。

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℃)。

2.3 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。

3. 低温轻烃泵用机械密封

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。