煉油裝置中離心泵密封選配分析

蔡岳飛

（中國石油蘭州石化公司催化劑廠，甘肅蘭州 730060）

0 引言

隨著環境保護力度的加大，以及管理安全生產的要求已經提高，我國煉油裝置也提高了離心泵在密封方面的要求。因此，在本次研究中主要根據相關標準，結合設計經驗，分析我國煉油裝置中密封選型的主要問題，并且針對煉油裝置當中的離心泵的密封選配展開分析。

1 煉油裝置中離心泵的密封選型分析

1.1 密封布置的具體方式

一般而言，主要劃分成3 種方式：①將裝置應用在低溫、無毒的條件下；②裝置在輕烴類介質中，介質本身有毒，就不能被應用；③在高溫和有毒與有害介質中應用，不能出現介質泄漏問題。

1.2 密封的類型

當介質溫度控制在一定的范圍內時，工作人員就必須利用旋轉式的安裝形式進行，保證安裝的質量，還要通過密封圈進行。因為多彈簧密封的追隨性比較明顯，加之補償能力非常充足，因此其波密封性質較好，因此可以選擇A 型的多彈簧密封，在彈簧方面選擇哈氏C-276 的合金。如果介質溫度大于規定的標準，就要選擇靜止式波紋管密封，對于金屬波紋來說，一般選擇密封圈柔性石墨的方法，可以達到最高溫度，并且將高溫工況運用其中，當介質溫度大于標準，密封腔壓力大于標準，那么金屬波紋管本身的承壓能力就比較缺乏，并且運用并不理想，可以通過多彈簧密封進行，就彈簧而言，運用哈氏合金進行，要運用全氟醚橡膠，此時能夠實現最高溫度。如果是A 型的多彈簧密封，當密封端面線的速度大于23 m/s，彈簧和其他旋轉的部件都會出現較大的離心力，產生比較高的平衡要求，與此同時，能否對攪拌的功率進行消耗，形成攪拌熱，這時就要選擇靜止式的安裝。

1.3 選擇泵用干氣的密封方法

和機械密封存在一定的差異，運行中，干氣密封具有較高的可靠性，同時，使用時間比較長，在日常中便于維護。目前，該設備已經廣泛地應用在了煉油裝置中，通過這一方案的應用，需要實現以下4 方面。

（1）干氣密封需要應用在大氣側次級密封中。

（2）高溫熱油泵和容易結晶以及含顆粒的介質泵要謹慎使用。

（3）如果現場已經具備了氮氣公用的工程條件，那么閃蒸烴泵密封必須注意無壓串聯式密封方案；當在閃蒸烴中不能被有效發揮時，該成分以及泄漏物都會出現凝結的問題，進而實現有效地應用，提高應用效果。

（4）當現場已經具有氮氣公用條件時，同時，還能通過少量的技術向泵送介質進行轉移，使得有毒有害物質影響到大氣的工況，例如甲醇等物質，大氣密封必須注重有壓雙端面機械密封方案的應用，繼而為設備的應用效果進行保障，為企業的發展打好基礎。

1.4 選擇密封的類別

在煉油裝置當中主要運用的是API 610 的標準離心泵，在API 682 的標準當中，對1 類密封的標準尺寸進行了規定，很少應用在煉油裝置當中；2 類密封主要用在API 610 的標準尺寸密封腔中，這一密封應用在煉油裝置當中的次數比較多；3 類密封和2 類密封產生一樣的適用范圍，然而對于密封認證試驗和圖紙資料提出的要求比較嚴格，現階段我國密封廠家并沒有嚴格指定3 種類型的密封生產的能力，所以，一般應用在進口密封和較高場合的要求基礎上。離心泵組成如圖1 所示。

圖1 離心泵組成

2 煉油裝置中離心泵的密封選配分析

2.1 分析閃蒸烴泵的密封選配

對于閃蒸烴泵來說，主要指的是大氣壓力下輸送介質比如容易揮發的一些烴類介質，主要指的是C4 或者是比較輕的烴類介質等。包括催化液態的烴泵以及氣分技術的流程泵等。當在輸送介質當中發生泄漏問題，就會導致著火甚至是爆炸的問題出現，對于煉油裝置來說，可以將其看作是高危泵。對于閃蒸烴泵密封來說，需要選擇一些無壓布置模式或是有壓布置方法，尤其是無壓布置是非常好的，如果現場缺乏放空條件，摩擦副端面壓力接近該介質汽化壓力時，必須運用有壓布置的方式。煉油裝置工作溫度在標準溫度以內時，密封結構就要選擇雙端面密封進行處理。在摩擦副方面運用的是硬對軟組合，選擇優質的SIC硬環，軟環選擇優質的抗起泡的進口石墨，在主密封沖洗的方案中選擇PLAN 11 或者是21，如果介質溫度在標準內，一般運用PLAN11 進行；當介質超過了標準，就要運用PLAN 21 進行處理，考慮到泵送環本身的增壓能力具有一定的局限性，為了避免密封腔中出現介質汽化，那么就要選擇針對性地工具，立式筒袋泵當中需要運用PLAN，有助于排除密封腔當中的氣體。次級密封要運用針對性地布置方式。閃蒸烴泵的密封選配如圖2 所示。

圖2 閃蒸烴泵的密封選配

2.2 分析焦化切的焦水泵的密封選配

在焦化切密封中，選擇第一種方式進行布置，對于密封結構來說，一般運用單端面密封。當泵送介質內具備焦粉顆粒時，摩擦副就要和硬對硬組合，選擇科學合理地材料。切焦水泵中，軸徑非常大，同時，還會提高轉速，此時的密封端面線速非常高，需要安裝小彈簧靜止型。想要防止泵送介質在焦粉顆粒的密封端面當中進行聚集，密封沖洗就需要運用外沖洗方案。焦化切的焦水泵的密封選配如圖3 所示。

2.3 分析高溫熱水泵密封的選配

在高溫熱水泵當中，輸送介質時的溫度要遠遠高于60 ℃，例如鍋爐給水泵以及循環熱水泵。在高溫熱水泵中，一般運用的是第一種的方式進行布置，密封結構一般運用單端面進行密封。在摩擦副中，選擇的是硬對軟的組合方式，硬環選擇優質材料，軟環選擇抗起泡的進口石墨。在密封沖洗的方案當中，以PLAN 23 為宜，想要防止密封發生突然失效現象，就要在熱泄漏后有很多蒸汽，直接影響到工作人員的健康，出現嚴重的背冷的通冷卻水問題，發揮蒸汽溫度降低的目的，防止造成人員傷害的問題。

圖3 焦化切的焦水泵的密封選配

2.4 循環水泵和其他類型的常溫水泵的密封選配

對于循環水泵和其他類型的多見的水泵輸送介質來說，主要選擇第一種方式進行布置，密封結構方面，要運用單端面進行密封。摩擦副運用的是硬對軟組合，對于硬環來說，運用SIC，軟環選擇石墨。密封沖洗上，要運用自沖洗方式。

2.5 容易結晶的介質泵的密封選配

就易結晶的介質泵來說，其在輸送過程中的介質是易結晶的，液硫泵就是其中一種，堿液泵也是。這一泵密封就要運用第一種方式進行布置。在密封結構上要運用單端面的方法實現密封。當摩擦副時，必須運用硬對硬的有效組合，運用的材料必須具備一定的條件，按照相關標準進行。多彈簧的彈簧絲徑非常地小，同時結晶顆粒很容易被積聚，使得彈簧失效，還會出現卡滯問題，這一過程中，彈性元件需要運用單彈簧，在單彈簧中運用316 的不銹鋼。在單彈簧的選擇上，要注意運用針對性地措施使得彈簧力君越地分布，防止因為彈簧力不均勻造成的密封本體出現失效現象，密封沖洗規劃中，主要運用PLAN02，并且選擇密封背面進行，液硫容易出現溫度降低和凝固的問題。

2.6 分析有毒有害類的介質泵

就有毒介質泵而言，輸送介質的過程中，還包括苯以及甲苯，還有二甲苯等物質。一旦介質發生泄漏問題，就會嚴重危害其他類型的生物以及環境，煉油裝置認為其屬于高危泵。這一類型的泵選型一般以屏蔽泵或者是磁力泵為主，運用第三種的壓布方式進行處理。當介質溫度大于標準溫度時，密封結構必須選擇多彈簧機械密封；當介質溫度在標準溫度以內，密封結構選擇波紋管機械密封，只有這樣，才能保證應用效果和質量，進而推動相關企業的不斷發展，這是我國經濟增長的有力保障。

3 結束語

合理地選擇密封方案對于煉油裝置離心泵來說是非常重要的，設計人員必須要和泵位操作的條件以及介質性質進行結合，通過安全的和穩定的、節能性原則，同時，與實際情況之間進行結合有效地分析，為石油企業的發展做好基礎保障。