石油化工機械裝置中泵類機械密封的應用

趙凱 梁霄

摘 ?要：近幾年，隨著石化工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境保護和安全問題日益引起人們的關注。泵類設備是生產系統(tǒng)中的關鍵部件，其密封性、滲漏是泵類設備普遍存在的問題。因此，對泵式機械密封在石化設備上的應用進行了研究。

關鍵詞：泵類機械密封;石油化工;應用

1分析石油化工企業(yè)泵類機械密封方法

在國內，有兩種最常用的機械密封方式。第一類是以國內的生產技術為基礎的規(guī)范系列密封設計方法。根據產品的需要，可以將其劃分為“非平衡”和“平衡”兩類。根據不同的生產需要，它的牽涉方式多種多樣，以適應各種生產條件。第二種是國外的泵類機械密封，它具有種類繁多、應用廣泛、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

根據機械密封件的裝配方式，它可以分為內部裝配和外部裝配，其中動環(huán)內部裝配和外部裝配的最大差別是外圓周和內周邊面。外圓的表面與介質接觸的是內部的機械密封，而不是外部的機械密封。外裝式在應用時，由于彈性元件與介質不會直接接觸，因此不會受外界因素的影響而發(fā)生反應，此型式的機械密封適用于腐蝕性較強、容易引起其它物質反應的介質工作，當動環(huán)裝置在使用時，由于外部壓力過大，會由于壓力過大而導致介質泄漏，因此外裝式機械密封在應用時要注意壓力的大小，在合適的方向上才能繼續(xù)使用，而內裝式的機械密封不會受壓力的影響。

2石化裝置中泵類機械密封應用的意義

石化裝置的工作介質多為高溫、高壓、腐蝕性介質，在使用過程中，泵類設備的軸縫容易發(fā)生介質泄漏，嚴重影響到石化裝置的安全。機械密封可以有效地解決轉軸與機身之間的間隙問題，使轉軸與機身之間形成密封件，因而在石化行業(yè)中的安全泵、反應釜、壓縮機、轉盤塔、攪拌器、離心機、過濾機等工藝設備中也得到了廣泛的應用。隨著環(huán)境保護意識的增強，對石油化工設備中的泵類密封提出了更高的要求。

3石油化工泵類機械設備密封重要性

石化泵類機械密封的重要性主要表現(xiàn)在兩個方面：造成流體泄漏的原因較多，可以采取密封技術來保護這些因素;

1、造成內液滲漏的原因很多，可以采取全封閉技術進行保護。石化行業(yè)的泵類機械裝置發(fā)生內液滲漏的原因有：

①人的原因：通常是由于人為作用于石化行業(yè)的水泵設備，有些人并不會對其進行質量檢測，如果設備連接部位有不密實、異物、密封損壞等情況，則會造成設備內部液體泄漏。

②環(huán)境因素：石化行業(yè)的環(huán)境條件比較復雜，環(huán)境條件較差，對石化行業(yè)的泵類機械設備的密封性能有較大的影響。同時，這種裝置在生產過程中會產生很大的震動，這些震動會破壞密封，或者造成部件的脫落，例如補償彈簧等，從而使副密封件失效。這些因素會使石化行業(yè)的泵類機械設備的密封性降低，從而產生內部液體泄漏的問題。

③壓力因子：壓力因子對水泵等機械設備的長期使用，也就是泵類設備運轉時，會有一定的壓力，這些壓力會對整個設備造成沖擊，長時間的使用，會使設備的某個部分出現(xiàn)微小的變形，從而造成設備的密封性下降，從而造成內部液體泄露。從這一點可以看出，在石化行業(yè)中，泵類機械設備存在著大量的內液滲漏，可以通過泵類的機械密封技術來達到最大程度的防止各種因素對設備的密封性能造成的影響。

2、通過采用密封技術，確保石化行業(yè)中的水泵等機械設備能夠穩(wěn)定、安全地使用。石化行業(yè)的泵類機械設備在使用過程中出現(xiàn)了內部液體泄漏現(xiàn)象，這是由于設備的工作狀況不正常，無法穩(wěn)定地工作，這表示設備的穩(wěn)定性較差，很容易造成設備的失效，而且會越來越嚴重。同時，石化行業(yè)的泵類機械設備，其內部液體存在著一些危險，比如石油等易燃物，如果泄漏到室外，會與周圍的電氣設備產生接觸，引起火災，造成安全隱患。在此條件下，采用泵式機械密封技術可以有效地防止液體的外泄，確保裝置的工作穩(wěn)定、安全。

4機械密封的結構和組成

機械密封的制造方法種類繁多，按其結構特征分為機械密封和非平衡機械密封。根據機械密封是否隨軸旋轉而分為靜止密封和旋轉機械密封。按機械密封空腔的摩擦副數(shù)目，可分為單、雙端面兩種類型。根據彈簧的結構特點，可以將其分為單彈簧和多彈簧機械密封。根據補償彈簧是否與工作介質的接觸程度，可以分為內、外兩種。機械密封由密封部件、緩沖補償部件、傳動部件和副密封部件組成。密封件是由動、靜環(huán)構成的端表面來完成的，是密封件中最關鍵的一個。減震補償部件在機械密封中起到了緩沖作用，通過彈性作用在動、靜環(huán)之間的作用，起到緩沖作用。該傳動部由泵軸和固定銷組成，它能帶動動環(huán)與泵軸一起轉動。

5石油化工泵類機械設備密封技術應用

5.1材料選擇

由于石化泵類機械裝置內部液體泄漏問題并非新近發(fā)生的問題，因此有關方面的學者們一直在進行著大量的研究，因此，各種密封材料都有其獨特的性能，盲目使用會造成密封性能的下降，因此需要慎重選擇。目前，有關部門普遍認為，石化行業(yè)中的泵類機械設備動、靜環(huán)部件的強度不夠，承受壓力、承受能力差，是易燃易爆的高發(fā)部位。以往，很多石化公司都是以碳石墨為材料，但由于其耐溫性較差，容易被溫度所破壞，密封質量難以長久地得到保障，因而不宜再用碳石墨。

5.2工藝選擇

在裝置的內部仍然缺少保護的情況下，通常使用密封材料。因此，為進一步改善石化行業(yè)的泵類機械設備的密封性能，應在材料選擇的基礎上進行工藝選擇，采用技術手段進行內部保護。目前，在石化行業(yè)中，一般采用的是回流式和無接觸式兩種密封方式。

1）回流密封;它主要是改變石化行業(yè)的內液流向，在裝置內部建立一個回流通路，使得內部液體不能繼續(xù)循環(huán)，這就是內部保護空間。內防護空間內，石化泵等機械設備的內液通常不會超出此區(qū)域，在液體接觸到一定距離時，會因機械導熱或牽引作用而發(fā)生倒流，達到內密封保護，如石化泵等外用物料的密封層發(fā)生故障時，內保護也能起到保護作用，減少內液泄露的可能性。此外，回流密封技術在我國已得到廣泛的應用，幾乎達到了零泄漏，具有很高的實用價值，值得重視。

2）非接觸式密封。非接觸式密封是指在石化行業(yè)的泵類機械動靜環(huán)的觸頭上形成一層液體薄膜，從而使動靜環(huán)的相對位置發(fā)生了有益的變化，從而可以有效地控制液體的流向，防止泄漏。采用無接觸密封具有成本高、操作簡單等特點，而且采用液膜可以有效地減少動靜環(huán)的磨損，對石油化工泵類機械的耐久性具有重要意義。

5.3方案設計與實施

由于不同石化行業(yè)的泵類機械設備之間存在著一定的差別，對其密封性能的要求也各有不同，所以在材料選擇和工藝選擇時，要結合實際情況來確定具體的實施方案。在此基礎上，提出了一種以石化泵類機械設備的內部液體滲漏點為設計思路，在此基礎上進行了詳細的設計與實施，在此基礎上提出了一種新的解決方法，即以石化泵類機械設備的內部液體滲漏點為主要研究對象，這種裝置的內液滲漏點很少，而動、靜環(huán)的接觸端點是典型的，因此需要對其進行檢測和分析，從而決定密封的材質、技術的使用方向和性能等級。一般情況下，動靜環(huán)是用一種柔軟的或堅硬的材料制作的，兩者之間的接觸會產生摩擦。在軟物料的摩擦面積小于0.3 cm時，其密封性較好;如果軟物料的摩擦面積達不到此標準，則需采用密封材料及技術加以補充。

結束語

石化工業(yè)的快速發(fā)展離不開安全的生產設施。作為石化行業(yè)的一個關鍵部件，泵類設備在運行時很容易發(fā)生泄漏和設備密封性差等問題。

參考文獻：

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