論石油煉廠常見泵用機械密封的設計與應用

董池

摘 要：石油長期以來的需求在不斷的增加，對石油煉廠的煉制工程量和煉制質量都有很高的要求，其中常見的泵用機械密封設計也十分重要。但在煉制中，泵用機械密封常常會出現(xiàn)一些問題影響煉制過程進而會產生較大的事故，因此對常見泵用機械的設計及應用探究就需要更加嚴謹。

關鍵詞：石油煉廠;泵用機械;密封

引言

機械密封在石油煉制中是極其重要的一個環(huán)節(jié)，這不僅僅是對工程的機械運行有影響，更大的隱患在于工廠的安全問題。而在石油煉制的過程中，普遍是流體機械的應用因此對機械密封的要求就更加嚴格。針對石油煉廠常見的泵用機械密封的設計情況再做以更加具體的分析談論。

1 原理概述

機械密封常用與流體介質的密封實用中。在運用過程中是利用至少一對的垂直于軸作為相對滑動的端面與流體壓力和補償機構的彈力作用下進行貼合并配以輔助密封而祈禱阻止流漏的一個密封裝置[1]。而泵用機械密封是安裝在泵類設施中的機械密封裝置，其常用密封環(huán)材料為石墨、碳化硅、硬質合金等，輔助密封材料為氟橡膠、乙丙橡膠、全氟醚橡膠等，金屬件材料為304、316、2205、2Cr13等等。

2 常見泵用機械密封設計

2.1EX型密封

這個類型的密封我國在S150-50A泵上已經進行使用，一般適合環(huán)境壓力低和軸徑小一點的設備，其軸向尺寸比較小，對泵用機械的尺寸要求也較低，經濟性比較高，但由于使用周期較短所以對此類型的密封進行進一步改善，以求在使用中才發(fā)揮出更佳的效益。針對于此類型密封的改善，可以在設計時增加彈簧輔助，就可以有效改善其問題缺點，進而幫助完善密封效果。

2.2 GX型密封

此類密封屬于單彈簧、套傳動、平衡型結構，由于其徑向尺寸較小，可以增加運行的穩(wěn)定性。與EX型密封相較而言，此類型密封的徑向尺寸較大，且比較難以縮小，因此實施難度有所增加。其運行的原理是依靠傳動套后方的爪來傳遞扭矩，因此對密封軸的尺寸有較大的限制。通常軸徑尺寸不超過100毫米，否則會出現(xiàn)爪劈或爪斷的問題，進而對設備的使用效果產生直接影響。因此，必須對這一問題進行優(yōu)化解決[2]。實踐表明，將傳動套底部增加4-5毫米時可以有效提升使用壽命，如圖1。因此對于大批量生產的廠家而言可以針對傳動套底部爪根部進行一定程度的加固，這樣就可以有效改善之前出現(xiàn)的問題。

2.3 8B1D型密封

此類型的密封在實際的應用中經常出現(xiàn)問題主要由于其常用動環(huán)材料是浸呋喃樹脂碳石墨，密封材料不耐高溫，很容易產生嚴重磨損導致泄漏。現(xiàn)場使用表明，當密封溫度處于160度左右高溫時運行的時間通常只能維持數(shù)天，極限不超過兩個月。因此該類型密封的設計必須要合理考慮冷卻方案，并對密封細節(jié)結構作出調整和改變。測試表明，調整水槽的深淺及寬度，上述問題就能有明顯的改善。

2.4 碳石墨環(huán)選擇

碳石墨環(huán)是機械密封最常用的一種密封材料，它具有摩擦力小、潤滑性佳、導熱性好和耐腐蝕耐高溫等眾多特點。密封環(huán)常用的有浸樹脂和浸金屬兩大類，具體不同的基材和樹脂、金屬的組合在眾多的實際中有很大的應用范圍。石墨材料的合理選擇是密封壽命的關鍵因素。目前我國的石墨產品綜合性能相比國外還有一定的差距，還有較大的完善和改進空間。

3 應用

3.1 合理選擇密封使用類型

依據(jù)不同的工作環(huán)境的要求，再結合機械密封對高溫耐受情況、高壓耐受情況和耐腐蝕的性能差距的不同在現(xiàn)實的運用中，綜合實際情況進行選擇。泵用機械密封在選擇時還要考慮機械密封類別的差異：符合API標準的有一類密封、二類密封和三類密封，其對應的密封外形尺寸、運行溫度和使用壓力都有區(qū)別;再有就是靜止式與旋轉式、單彈簧與多彈簧密封的選擇;最后就是輔助沖洗方案的選擇。每種選擇都要依據(jù)相應的條件和要求進行判定，只有選擇最適宜的類型進行使用時才能最大化的避免問題的產生。

3.2嚴格把控訂貨與驗收過程

在做好類型的選擇后，對于訂貨和驗收環(huán)節(jié)也有必要進行仔細的確認。訂貨時要對廠家提供的數(shù)據(jù)進行詳細的比對，再結合需要的訂貨數(shù)量進行下單[3]。驗收時集裝密封應對其進行靜壓測試，性能合格方能入庫;對于零散部件如動環(huán)、靜環(huán)、密封圈、等都要進行詳細的檢查和比對，確保萬無一失。一個大型的工作設備中，再小的零部件都起著極其重要的作用。在驗收過程中，每一個零件都要確保質量的過關情況，從而有效避免后續(xù)使用過程出現(xiàn)問題，節(jié)約維護成本。

3.3 做好填料密封的改造工作

填料密封主要用于清水泵等低粘度液體泵，對于易燃、易爆、貴重或有毒的液體不宜采用。填料密封主要用于往復泵，以及部分離心泵。填料密封結構簡單，操作維修方便，成本低廉，因此在不少老舊設備中仍大量使用。但填料密封的泄漏量較大，隨著環(huán)保要求的提升，填料密封將逐步被機械密封所替換取代。在對其進行改造時，需做好改造空間校對工作，實際考察確定尺寸空間，合理選擇密封替換方案，確保改造的準確性。

3.4 做好密封安裝與維護工作

不同類型和結構的密封安裝過程中有不同的具體要求。在安裝前要確定設備的具體情況，包括設備旋向、軸徑尺寸、設備精度和密封腔的尺寸大小等等，檢查機械密封的對應的連接尺寸，必要時對其進行靜壓測試。安裝時要確認介質壓力、介質狀態(tài)、介質溫度、所含顆粒大小、顆粒情況等等，確保在后續(xù)的使用中不出現(xiàn)問題。為減少摩擦可以在輔助密封圈等位置上使用薄油使之潤滑，安裝結束后針對零件是否出現(xiàn)遺漏以及安裝各個環(huán)節(jié)的銜接是否做得完整也需要做一系列檢查工作。最后進行密封性檢查，若發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象及時進行分析處理[4]。

最后，在使用的過程中也要做好維護與檢查，避免設備的超負荷使用，及時糾正使用過程種的不合理操作，從而有益于設備的長期使用。平時使用過程中對出現(xiàn)的問題采取及時的措施進行修理，避免問題的累積最后影響正常的工作進程。

4 結束語

隨著社會的不斷進步，對泵用機械密封的性能要求也不斷地在提高。面對泵用機械密封在使用過程中出現(xiàn)的問題和故障，各煉廠已經引起高度的重視，并不斷與廠家聯(lián)合采取措施進行優(yōu)化。相信經過不斷的努力和改善，石油煉廠泵用機械密封的技術將不斷進步，問題故障會越來越少，使用情況會更加可觀。

參考文獻：

[1]奚麗麗.石油煉廠常見泵用機械密封的設計改進與應用[J].化工管理，2019（22）：168-169.

[2]史龍飛，黃旭燦.石油化工機械裝置中泵類機械密封的應用研究[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2019，000（002）：91，93.

[3]王晶.提高泵用機械密封有效性的方法探究[J].中國化工貿易，2019，011（020）：198.

[4]吳金松.石油化工機械中的泵類機械密封效果對比[J].化工管理，2019（22）.

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