分析石化裝置泵類機(jī)械密封的應(yīng)用

董陽(yáng)

（大慶石化公司化工一廠，黑龍江 大慶 163714）

石化裝置承載著大量易燃易爆和有毒化學(xué)品的反應(yīng)過程和儲(chǔ)存過程，一旦這些化學(xué)品泄漏，就會(huì)造成嚴(yán)重的安全問題，帶來(lái)巨大的損失，由此可見，石化裝置泵類的機(jī)械密封是確保石化裝置安全運(yùn)行的關(guān)鍵。為此，石化企業(yè)在日常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程中，必須強(qiáng)化對(duì)泵類機(jī)械密封情況的監(jiān)督管理，積極采用最新的材料、設(shè)備和技術(shù)，來(lái)確保機(jī)械密封情況符合要求。

1 石化裝置泵類機(jī)械密封應(yīng)用的重要意義

石化裝置由于其工作環(huán)境的特殊性，需長(zhǎng)時(shí)間接觸高溫高壓和高腐蝕性的化學(xué)品，這些化學(xué)品會(huì)給石化裝置帶來(lái)較大的損耗，一旦損耗超過臨界值，則石化裝置的穩(wěn)定性就會(huì)受到顯著影響，進(jìn)而影響到泵類的機(jī)械密封性，而機(jī)械密封性的下降就會(huì)嚴(yán)重影響石化裝置的運(yùn)行安全性，埋下巨大的安全隱患。一旦這些安全隱患爆發(fā)，就會(huì)導(dǎo)致石化裝置被迫停止運(yùn)行，且需要長(zhǎng)期檢修。這就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)石化裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率和石化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都受到嚴(yán)重影響，不僅如此，因機(jī)械密封性差導(dǎo)致的化學(xué)品泄漏所造成的環(huán)境污染也不容小覷。綜上所述，機(jī)械密封是石化企業(yè)正常運(yùn)行的重要因素，為此，有關(guān)部門對(duì)于石化企業(yè)泵類機(jī)械密封性也給予了更高的重視，隨著各種材料、設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用，泵類機(jī)械密封的效果近年來(lái)也有了較大的提升。

2 石油化工機(jī)械裝置中常用的密封方式

（1）填料密封。填料密封又稱為盤根密封，這種密封方式的應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，早在19世紀(jì)就得到應(yīng)用。其主要用于石化裝置的運(yùn)動(dòng)部分，特別是在離心泵中的應(yīng)用更為常見。填料密封方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低廉的優(yōu)勢(shì)，因此其應(yīng)用相對(duì)較為廣泛，目前，隨著一系列新材料不斷得到開發(fā)，填料密封所使用的材料種類也在不斷豐富。

（2）機(jī)械密封。在石化行業(yè)中，機(jī)械密封主要應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的密封。近年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，石油化工行業(yè)中所采用的化學(xué)品和介質(zhì)的種類也越來(lái)越多，雖然填料密封也隨之取得一系列的發(fā)展，但其發(fā)展速度已經(jīng)難以追及化學(xué)品和介質(zhì)的種類復(fù)雜程度。不僅如此，隨著當(dāng)前環(huán)保意識(shí)的不斷深入人心，密封材料種類的選擇也受到了很大程度的限制。因此，近年來(lái)填料密封這種方式也在逐漸被機(jī)械密封的方式所取代。

3 影響石化裝置泵類機(jī)械密封性的主要因素

（1）環(huán)境因素。由于石化裝置泵類機(jī)械長(zhǎng)期面臨高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)等特殊工作環(huán)境，因此，一旦生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生變化，就難免會(huì)對(duì)石化裝置泵類機(jī)械的工況產(chǎn)生明顯的影響，一旦這些影響因素未能得到及時(shí)處理，就會(huì)埋下安全隱患，最終導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。舉例來(lái)看，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，石化裝置泵類機(jī)械附近的設(shè)備可能會(huì)因各種原因而出現(xiàn)振動(dòng)，因此石化裝置泵類機(jī)械也會(huì)隨之產(chǎn)生振動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械內(nèi)部的密封環(huán)脫落，影響密封輔助裝置的正常運(yùn)行，不僅如此，這還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械內(nèi)部的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)直接暴露在外界環(huán)境影響之下而出現(xiàn)損壞。

（2）人為因素。人為因素同樣是導(dǎo)致石化裝置泵類機(jī)械密封出現(xiàn)問題的重要原因，其主要是因工作人員未能按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，導(dǎo)致密封環(huán)未壓緊而出現(xiàn)的問題。

（3）自身因素。由于密封環(huán)和機(jī)械設(shè)備之間可能存在一些雜物，因此密封環(huán)的均勻性和密封性都會(huì)隨之下降，受力性也就隨之轉(zhuǎn)差，最終導(dǎo)致受力失衡。與此同時(shí)，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，也會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力，這些摩擦力會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，在熱量的沖擊下，機(jī)械設(shè)備內(nèi)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)會(huì)因受熱而變形，進(jìn)而影響石化裝置泵類機(jī)械的穩(wěn)定性和安全性。

4 提高石化裝置泵類機(jī)械密封效果的應(yīng)用措施

4.1 選擇密封較強(qiáng)的材料

近年來(lái)，一系列的新材料不斷投入應(yīng)用，這給石化生產(chǎn)也帶來(lái)了一定的沖擊。因此，在石化裝置泵類機(jī)械密封應(yīng)用時(shí)，要優(yōu)先選用納米材料或復(fù)合材料制成的密封環(huán)，確保密封環(huán)的受力性更好。不僅如此，這些材料所具有的高性能也是確保生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵。

4.2 對(duì)壓縮量和輔助密封系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化

（1）壓縮量的保證。在以往的機(jī)械設(shè)備中，微量泄漏時(shí)常存在，這已經(jīng)不符合越來(lái)越高的安全環(huán)保要求，因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，就需要讓機(jī)械密封做到零泄漏，這就需要保證機(jī)械密封壓縮量處于合理區(qū)間。壓縮量過小時(shí)會(huì)導(dǎo)致密封性難以達(dá)到要求，而壓縮量過大又會(huì)導(dǎo)致密封端面損耗速度明顯加快。因此，機(jī)械密封的壓縮量必須位于設(shè)計(jì)制造要求的最佳位置才能確保機(jī)械密封長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

在對(duì)壓縮量進(jìn)行核算時(shí)，需要了解以下幾方面的內(nèi)容：動(dòng)環(huán)和靜環(huán)尺寸鏈；軸套內(nèi)軸肩與泵軸肩配合面、泵大蓋與軸承箱支架配合面、以及密封壓蓋與泵大蓋配合面；動(dòng)環(huán)端面到軸套內(nèi)軸肩的垂直距離D、軸肩到軸承箱支架與泵蓋配合面的垂直距離d、泵蓋與密封壓蓋配合面到泵蓋與軸承箱支架配合面的垂直距離J、靜環(huán)安裝在密封壓蓋內(nèi)，靜環(huán)端面到密封壓蓋與泵蓋配合面的垂直距離j。一般來(lái)說，j值是處于動(dòng)態(tài)變化的，當(dāng)靜環(huán)端面比密封壓蓋與泵蓋配合面高時(shí)，j取負(fù)值，反之則取正值。同時(shí)，需要注意的是，如果基準(zhǔn)面有墊片，則要考慮墊片厚度可能給壓縮量帶來(lái)的影響，如果機(jī)械設(shè)備中存在多級(jí)泵，則要在每側(cè)密封壓縮量的基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)子竄量的一半，以確保壓縮量核算的準(zhǔn)確。整體來(lái)看，對(duì)于機(jī)械密封壓縮量的調(diào)整，通常是通過調(diào)整動(dòng)環(huán)或靜環(huán)尺寸鏈的長(zhǎng)度加以實(shí)現(xiàn)的，而在實(shí)際的工程應(yīng)用中，工作人員則以調(diào)整墊片厚度或墊片數(shù)量的方式，來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械密封壓縮量。一般來(lái)說，在初次安裝緊固完成后，石化裝置泵類機(jī)械的密封壓縮量理論上是固定不變的，但在實(shí)際的應(yīng)用過程中，也難免會(huì)發(fā)生一些細(xì)微的變化，以往的經(jīng)驗(yàn)表明，在實(shí)際的檢修過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)密封壓縮量的改變。對(duì)于設(shè)備中離心泵的調(diào)整，則首先要斷開非驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封和泵軸之間的連接，防止驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封因狀態(tài)問題而出現(xiàn)泄漏，當(dāng)連接斷開后，再進(jìn)行非驅(qū)動(dòng)端軸承的更換，同時(shí)在更換過程中，還要使用限位塊，避免機(jī)械密封的壓縮量出現(xiàn)過大的變化，直至非驅(qū)動(dòng)端的密封更換完成后，再對(duì)兩端機(jī)械密封進(jìn)行定位。

除此之外，密封壓縮量在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中也可能會(huì)發(fā)生明顯的變化，一般來(lái)說，這是機(jī)封轉(zhuǎn)動(dòng)頂絲與泵軸之間出現(xiàn)打滑所導(dǎo)致的，這種打滑會(huì)導(dǎo)致機(jī)封難以固定，進(jìn)而導(dǎo)致軸、軸套和膠圈出現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)。對(duì)于這種問題，首先要對(duì)傳動(dòng)頂絲的硬度進(jìn)行調(diào)整，使其硬度大于泵軸硬度，其次，將傳動(dòng)頂絲的方式改為機(jī)封傳動(dòng)，取代以往的軸套方式，通過采取這些措施，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中壓縮量變化過大的問題將得到顯著解決。

（2）輔助密封系統(tǒng)的優(yōu)化。在很多機(jī)械裝置中，其封水都來(lái)自于污水處理后的水源，其潔凈程度有限，因此，要定期對(duì)機(jī)封進(jìn)行更換，重點(diǎn)是拆解和清洗封水換熱器。對(duì)于機(jī)封沖洗水的溫度、流量和壓力也要進(jìn)行合理的控制，如溫度超過55℃，則要立刻清洗封水換熱器的管程和殼程，除此之外，對(duì)于自封水系統(tǒng)管線中的排氣閥門而言，在開泵運(yùn)行前，必須確保系統(tǒng)內(nèi)的氣體已經(jīng)排空，避免因殘留氣體出現(xiàn)氣阻而影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

4.3 提高工作人員的專業(yè)技能

只有在石化企業(yè)工作人員有效掌握自身專業(yè)技能后，才能確保新材料、新設(shè)備和新技術(shù)在機(jī)械密封中得到更好的應(yīng)用。為此，石化企業(yè)要重視對(duì)企業(yè)工作人員專業(yè)技能的提升，一方面，可邀請(qǐng)相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行工作指導(dǎo)，開展相應(yīng)的新技術(shù)培訓(xùn)，讓工作人員學(xué)會(huì)相關(guān)的技術(shù)和操作規(guī)程；另一方面，石化企業(yè)可合理設(shè)置人才庫(kù)，聘請(qǐng)外界的尖端技術(shù)人員，帶動(dòng)企業(yè)內(nèi)部的工作人員技術(shù)水平不斷提升，來(lái)提升企業(yè)自身的技術(shù)，進(jìn)而提升機(jī)械密封性。

4.4 強(qiáng)化安全管理

石化企業(yè)的安全生產(chǎn)是每個(gè)人的責(zé)任，只有當(dāng)全體工作人員都具備責(zé)任意識(shí)和安全意識(shí)的情況下，工作過程才能安全平穩(wěn)完成，因此，石化企業(yè)要根據(jù)自身情況合理制定一系列安全制度，并加以落實(shí)，從而減少安全隱患的產(chǎn)生。

5 結(jié)語(yǔ)

在石化企業(yè)的日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，安全是第一要?jiǎng)?wù)，確保安全的一個(gè)重要因素則是石化裝置中的泵類機(jī)械密封性方面。雖然目前對(duì)于這方面的研究和實(shí)踐有了很大的進(jìn)展，但絕不能滿足于現(xiàn)狀，在日常工作中仍要提高安全意識(shí)，保持高度警惕的態(tài)度，以做到防患于未然，為機(jī)械密封性提供更高的安全保障。