機械密封輔助系統手動打壓泵的改造

王明奎　郭海澎　崔志峰　劉尊國　劉建峰

摘 要：本文介紹了機械密封沖洗方案中PLAN53B的結構形式和原理，對沖洗方案中手動打壓泵進行了改造，解決了手動打壓泵故障率高的問題，為企業節約了大量資金。

關鍵詞：API682 PLAN53B 手動打壓泵

中圖分類號：TE964 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）06-0-01

隨著煉化行業生產工藝的不斷進步和發展，流體輸送設備的介質也更加復雜化。危險程度和環境污染指數也逐步增高，煉化行業中使用最多的流體輸送設備就是離心泵，離心泵的正常運轉直接關系到整套裝置的安全平穩運行，根據行業多年經驗分析，離心泵的故障可以分為腐蝕和磨損、機械故障、性能故障和軸封故障四種，其中機械密封的失效占離心泵故障的60%以上。機械密封作為離心泵現今階段最為有效的防止軸端泄露的手段，從最初作為軸承密封到如今的多端面、組合式和高參數，已經有100多年的歷史。如何提高機械密封的使用壽命成為了世界各國機械密封行業和設備技術人員最為關注的問題。

機械密封要安全、長周期運行，除了密封本身的設計形式要合理，密封端面和輔助密封圈墊、軸套壓蓋、泵送環材質要選用適當，制造精度和安裝精度都按標準要求之外。合適的輔助系統和沖洗方案也起著重要的作用，良好的輔助系統和沖洗方案能夠將機械密封摩擦副上產生的熱量及時傳遞出去、抑制和緩沖介質向大氣側的泄漏、冷卻密封腔介質溫度保證機械密封較低的故障率，使機械密封最大限度的工作，為設備和工藝裝置長時間連續、安全和可靠的運行提供保證。通過長期觀察公司裝置內運行泵的機械密封輔助沖洗系統，在為企業節約資金和減少人力資源投入的前提下，對公司泵用機械密封輔助沖洗系統PLAN53B方案中的手動打壓泵進行改造。

一、PLAN53B方案簡介

PLAN53B是美國石油協會機械密封標準API682眾多沖洗方案的一種，其原理如下：

二、圖注

1.隔離液加注口；2.囊式蓄能器；3.囊式蓄能器充氣口；4.沖洗口（F）；5.隔離液出口（LBO）；6.隔離液進口（LBI）；7.密封腔；8.排氣口；9.隔離液排液口；10.閥（用于檢查囊式蓄能器的氣囊 ）；

PI.壓力表；PIT.帶現場顯示的壓力變送器；TI.溫度計；TIT.帶現場顯示的溫度變送器；

A.如果指定，應該安裝壓力表和閥10來檢查囊式蓄能器是否完好；B.如果指定，需要安裝一個立式翅片式冷卻器。

在沖洗方案PLAN53B中，由囊式蓄能器加壓的隔離液系統為抑制液密封腔提供清潔的隔離液。蓄能器和隔離液的壓力應高于密封腔的壓力。

隔離液流體采用內側循環裝置來進行循環。為了最大限度的增強沖洗流體的循環效果，應該選擇合適的管徑，減少系統中的附件，采用大直徑彎頭，減少管道長度等措施來減少管路阻力損失。

沖洗方案53B用于布置方式3密封系統中。沖洗方案53B和沖洗方案53A不同之處是前者隔離液的壓力是通過囊式蓄能器來維持的。使用囊式蓄能器可以防止加壓氣體和隔離液相接觸，這就避免了加壓氣體被隔離液吸收，使密封可以用于高壓操作工況。蓄能器應先充入加壓氣體，然后再充入隔離液，通過隔離液壓縮氣囊使蓄能器達到操作壓力。內、外側密封的泄漏會導致隔離系統壓力降低，因而蓄能器的初始充入壓力應該稍高于所需要的壓力，并且當密封泄漏時使蓄能器的壓力降到系統的最小許用壓力。此時，應對系統重新加注隔離液，使隔離液工作體積達到最大。密封的性能通過壓降的檢測進行監測，而不采用沖洗方案53A中的隔離液液位監測系統。

只有移除管路和密封冷卻器中的氣體和氣泡，沖洗方案53B才能實現有效的流動。因此啟動時，排除系統中的氣體對系統的正常操作至關重要。

在該方案中囊式蓄能器的壓力如果降到系統最小許用壓力，需要靠手動打壓泵打壓，（手動打壓泵見下圖），手動打壓泵是單柱塞泵，由于使用頻繁，手動打壓泵損壞率較高，在和泵廠以及機械密封廠家交流后，手動打壓泵不提供配件，只提供整個泵，價格大約1萬元左右。

公司現在使用PLAN53B方案的泵共有100余臺，如果手動打壓泵出現故障需要更換，將是一筆較大的投入，經過實驗將手動打壓泵改為移動式打壓泵，在原來手壓泵的管線上直接裝快接頭母體，利用其單向閥原理將系統內隔離液密封。快接頭公頭和移動式打壓泵加長高壓油管連接，一套移動式打壓泵的成本大約2000元，一套裝置可以共用一臺移動式打壓泵。

結語

PLAN53B方案中的手壓泵改造后，移動式打壓泵能夠滿足系統的補壓要求。確保了機械密封的安全運行，降低了維修工作量，為企業節約了大量資金。