泵用機械密封

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關于機械密封的知識大家了解多少?

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關于機械密封的知識大家了解多少?

發布日期:2019-04-10 作者: 點擊:

API標準--API是美國石油協會(American Petroleum Institute)的英文縮寫。

API 標準經常被認為是“安全和可靠性”的同義詞。

API 682標準——針對機械密封和密封供應系統的,一直以來被廣泛應用,同時還在工業應用范圍以外被引用。新版API 682標準的編寫者指出,新標準從來沒有考慮工業外的應用范圍,并明確了API 682標準適用范圍,這些標準僅適用于泵機的密封系統,而不適用于攪拌機或壓縮機。而且此標準適用于石油天然氣以及(石油)化工行業,而不適用于供水或者食品行業。

API 682規范的目標在于確保密封系統能夠連續運行至少三年的時間、提高運行可靠性并簡化維護流程。

機械密封件的要求

一般分為兩個部分:液封和氣封

液封是專為密封液體而設計的機械密封件。  實際上,密封端面之間的液膜非常小 - 相當于百萬分之二十英寸或半微米。該液膜有助于隔離和潤滑密封端面。當考慮到密封件能夠承受的壓力、溫度和速度時,我們就會明白這是一項令人難以置信的技術成就。只有當我們擁有優質液膜時,這才會成為可能。

如何才能成為優質液膜?

1. 液體在操作條件下必須穩定且不會崩潰

2. 液體必須是性能較好的潤滑劑

3. 液體在密封腔內必須保持液態,并且不會發生閃蒸或蒸發

4. 液體應比較干凈,不含污染物或固體顆粒

5. 液體應當具備中等粘度

機械密封件的沖洗方案目的

向雙或單密封的高壓側部位直接注入液體稱“沖洗”。一般泵均應進行沖洗,尤其是輕烴泵更應如此。

1.沖洗以散熱。必須控制液封產生的熱量。這可以通過用液體沖洗密封腔以帶走熱量并控制溫度上升而實現。

2.降低液溫。在某些情況下,液溫過高以致影響了密封性能。在此類情況下,必須降低溫度以提高液體的性能。

3.改變密封腔壓力。在某些情況下,需要增加或降低密封腔壓力以提高性能。這可以通過抑制蒸發或減少密封件的熱負荷實現。

4.清潔工藝液體。如果工藝液體包含不適當的固體顆粒或污染物,則需要清潔密封腔內的液體。在極端的情況下,可能還需要從密封系統外部提供清潔的液體。

5.控制密封件的大氣側。由于工藝液體與大氣接觸,因此它們可能會變干、結晶或結焦。防止與大氣相互作用,以免對密封性能產生不利影響,這一點非常重要。

機封沖洗方案分類

◆冷卻密封( Quench Seals )

  PLAN 62(外沖洗或急冷防止密封面堆積固體顆粒)

  PLAN 65(帶浮子液位開關測量密封泄露量)

◆氣體密封(Gas Seals)

  PLAN 72(采用隔離氮氣用于易揮發介質的串聯式干氣密封

  PLAN 74(雙端面干氣密封)

  PLAN 75(用于不易揮發介質的串聯式干氣密封)

  PLAN 76(采用外引密封氣的串聯式干氣密封)

◆單端面密封(Single Seals)

   PLAN 01(單端面自沖洗)

   PLAN 02(夾套冷卻伴熱)

   PLAN 11(自沖洗)

   PLAN 13(反向沖洗)

   PLAN 14(正+反向沖洗)

   PLAN 21(帶冷卻的自沖洗)

   PLAN 23(帶循環套的內部沖洗)

   PLAN 31(帶懸液分離器的自沖洗)

   PLAN 32(外沖洗)

   PLAN 41(帶懸液分離器、換熱器的自沖洗)

◆雙端面密封( Dual Seals)

  PLAN 52(帶無壓緩沖罐的串聯式密封)

  PLAN 53A(帶有壓密封液的雙端面密封)

  PLAN 53B(強制循環密封液的雙端面密封)

  PLAN 53C(帶增壓罐的雙端面密封)

  PLAN 54(采用外引密封液的雙端面密封)

各個方案詳細如下

 PLAN (單端面自沖洗)

方案描述:從泵的出口引出至密封的內部循環,操作類似PLAN11,防止PLAN11外露管的凍結和流體結晶堵塞的危險。

采用原因:密封腔冷卻;密封腔的排氣。

應用場合:清潔常溫流體,且被輸送流體非常粘稠或容易固化的情況下;多用于單端面密封,很少用于雙端面密封。

維護:沖洗不能直接沖洗密封面;必須保證充足的循環量;機封冷卻不能過度。

 PLAN  (夾套冷卻伴熱)

方案描述:無沖洗液循環的封閉密封腔。

應用場合:常溫運轉下的大孔、開口密封腔;高溫運轉下的冷卻套密封腔;

清潔流體;干式密封的直立、頂入式混和器、攪拌器;

PLAN (自沖洗)

方案描述:從泵出口處經過限流孔板進行機械密封沖洗,單端面機械密封沖洗方案。

采用原因:密封腔的冷卻,臥式密封腔的排氣,增加密封腔的壓力和流體汽化臨界空間。

應用場合:通常用于清潔非聚合流體;一般工況設備的常用沖洗方案。

PLAN (反向沖洗)

方案描述:從密封腔,通過限流孔板到泵的進口的二次循環,立式泵的標準沖洗方案。

采用原因:立式泵密封腔的不間斷排氣,密封腔除熱。

應用場合:立式泵,密封腔壓力大于進口壓力,混有中等大小的固體的常溫流體,非聚合流體。

PLAN (正+反向沖洗)

方案描述:從泵的出口沖洗機封,再循環到帶限流孔板的泵進口,方案11和13的結合。

采用原因:立式泵機封腔的連續排氣,密封腔除熱,增加密封腔的壓力和流體汽化的臨界空間。

應用場合:立式泵,常溫、清潔非聚合流體。

 PLAN (帶冷卻的自沖洗)

方案描述:從泵出口經限流孔板和冷卻器沖洗機封,方案11加冷卻器,增加了除熱能力。

采用原因:機封冷卻,降低流體溫度,減少焦化。

應用場合:高溫,低于350°F(177°C)高于180°F(80°C)熱水清潔、非聚合物。

 PLAN (帶循環套的內部沖洗)

方案描述:經密封腔內的輸液環,通過冷卻器回到密封腔沖洗機封的循環過程,熱水條件下的標準沖洗方案。

采用原因:僅通過冷卻小部分液體,冷卻器低負荷下的機封高效冷卻,增加流體的汽化臨界范圍,改善水的潤滑力。

應用場合:高溫條件下,熱碳氫化合物,高于180°F(80°C)鍋爐給水和熱水,清潔、非聚合流體。

PLAN (帶懸液分離器的自沖洗)

方案描述:從泵出口經過旋液分離器,清潔液體沖洗機封,分離的固體被送入泵進口。

采用原因:機封腔除熱,從沖洗和密封腔中除去固體。

應用場合:帶砂或管道渣子臟的或被污染的流體或水,非聚合流體。

 PLAN (外沖洗)

方案描述:用外部清潔源頭沖洗機封,應慎重選擇沖洗液來源,消除注入液體蒸發,或被泵送液體污染。

采用原因:密封腔除熱,從密封腔內除去工藝流體或固體,增加密封腔壓力和流體汽化臨界范圍。

應用場合:臟的或被污染的流體、紙漿,高溫條件,聚合物或氧化流體。

PLAN (帶懸液分離器、換熱器的自沖洗)

方案描述:從泵出口經旋流器把清潔液體輸送冷卻器沖洗機封,固體送入泵進口,方案21和31的組合。

采用原因:密封冷卻,沖洗和密封腔的固體移除。

應用場合:高溫條件,低于355°F(177°C)鍋爐給水和熱水,帶砂或管道渣子的臟的或被污染的流體和水,非聚合流體。

 PLAN(帶無壓緩沖罐的串聯式密封)

方案描述:外部儲液罐為配置外側密封提供緩沖液,正常操作時,由內部輸液環保持循環,儲液罐連續排放蒸汽至蒸汽回收系統,并保持比密封腔壓力小。

采用原因:外置機械密封是主機封,沒有或很少的工藝排放物,不允許工藝過程污染。

應用場合:應用于雙端面非承壓密封(串聯),高蒸汽壓流體,輕質烴,危險/有毒流體,傳熱流體。

 PLAN (帶有壓密封液的雙端面密封)

方案描述:外設加壓隔離液儲罐提供清潔液體給密封腔,循環由內部輸液環完成。隔離液儲罐的壓力大于被密封工藝液體壓力。

采用原因:隔離工藝流體,零工藝流體排放。

應用場合:應用于雙端面承壓密封(雙重),高蒸汽壓流體,輕質烴,危險/有毒流體,傳熱流體,臟、腐蝕和聚合流體。

 PLAN (強制循環密封液的雙端面密封)

方案描述:由外部管道系統為加壓雙端面密封裝置的外側密封提供液體,預先加了壓的氣囊蓄壓器提供壓力給循環系統,流動由內部輸液環來保持,循環系統中的熱量由空氣冷卻或水冷卻熱交換器除去。

采用原因:分離工藝流體,零流程排放,比53A方案壓力高。

應用場合:應用于雙端面承壓密封(雙重),高蒸汽壓流體,輕質烴,危險/有毒流體,傳熱流體,臟、腐蝕和聚合流體。

PLAN(帶增壓罐的雙端面密封)

方案描述:由外部管道系統為加壓雙斷面密封裝置的外側密封提供隔離液,從密封腔到活塞蓄壓器的參比管線提供壓力給循環系統,流動由內部輸液環來保持,循環系統中的熱量由空氣空氣冷卻或水冷卻熱交換器除去。

采用原因:分離工藝流體,零流程排放,比53A方案壓力高。系統壓力動態跟蹤。

應用場合:應用于雙端面承壓密封(雙重),高蒸汽壓體。

PLAN比較介紹

Plan53機械密封沖洗系統由具有隔離液的串聯密封或雙端面密封組成,密封罐在有一定壓力(一般高于被密封介質壓力的10%)的條件下工作,其壓力的來源以及隔離液的冷卻方式不同。

Plan53機械密封沖洗系統有Plan53A、Plan53B和Plan53C三種。Plan53A外接壓力源、內置冷卻盤管、并設有壓力、液位等報警指示裝置;Plan53B的壓力由內置充氣的氣囊提供,采用翅片管直接散熱或水冷器管冷卻隔離液;Plan53C的壓力由增壓泵提供,增壓泵與冷卻器設計為一體,也可與冷卻器分體。

對于Plan53來說,如果采用雙端面密封方式,即面對面的方式,兩個密封面的沖洗、冷卻均由隔離液來提供。如果采用串聯密封的方式,內側密封必須能承受反壓,且需要采用自沖洗方案(一般為plan11或plan13)。

PLAN 54(采用外引密封液的雙端面密封)

方案描述:外設加壓隔離液儲罐或系統提供清潔的液體給密封腔,循環用外部泵或壓力系統來完成,儲液罐壓力大于被密封的工藝介質壓力。

采用原因:分離工藝流體,零流程排放,密封不能促進循環。

應用場合:應用于雙端面承壓密封(雙封),高蒸汽壓流體,輕質烴,危險/有毒流體,傳熱流體,臟/腐蝕性或聚合體。

PLAN 62(外沖洗或急冷防止密封面堆積固體顆粒)

方案描述:由外部提供急冷液,在密封的接觸大氣端進行外部冷卻,冷卻流體主要為蒸汽、氮和水。

采用原因:防止固體在機封的大氣端集結,配合小間隙節流襯套使用。防止結冰。

應用場合:用于單端面機封,排除氧氣的存在,防止焦化,沖走動態密封元件附近不想要的物質(如腐蝕性或含鹽的工況)。

 PLAN 65(帶浮子液位開關測量密封泄露量)

方案描述:外部排液管道布置是,用浮子液位開關測量密封泄漏量,對高泄漏量進行報警,液位開關下游的孔板,其孔徑通常為5mm,設置在立管腿上。機封在大氣端,帶泄漏檢查的外部排水。

采用原因:單獨使用或與62方案一起使用,用于間隙很小的節流襯套,用于外部場所的單端面機封。

應用場合:流程泄漏或冷卻流體的泄漏收集,主機封的安全指示儀。

PLAN 72(采用隔離氮氣用于易揮發介質的串聯式干氣密封)

方案描述:未加壓緩沖氣體控制系統;安全密封通常采用氮氣作為緩沖氣體。

采用原因:零至極低的工藝介質排放;主密封的安全后備。

應用場合:與雙封布置未加壓安全密封(串聯)一起使用,高飽和蒸汽壓液體,輕烴;危險或有毒液體;清潔的、非聚合、非氧化液體;與75方案和/或76方案結合使用。

PLAN 74(雙端面干氣密封)

方案描述:加壓隔離氣體控制系統;干氣密封通常采用氮氣作為隔離氣。

采用原因:隔離工藝流體;工藝流體零排放。

應用場合:與加壓雙干氣密封一起使用;高飽和蒸汽壓液體,輕烴;危險或有毒液體;工況通常不能采用隔離液,清潔的非聚合液體;合適溫度液體。

 PLAN 75(用于不易揮發介質的串聯式干氣密封)

方案描述:從安全密封腔體排出至液體收集系統和氣體回收系統。

采用原因:零至極低加工排放的泄漏收集;主密封的安全性指示。

應用場合:應用于安全密封時可以單獨使用或與72方案一起使用;流體在室溫下冷凝;低飽和蒸汽壓流體,輕烴;危險或有毒液體;清潔的、非聚合、非氧化液體。

 PLAN 76(采用外引密封氣的串聯式干氣密封)

方案描述:從安全密封腔至氣體回收系統的排氣。

采用原因:零至極低工藝介質排放的泄漏收集;主密封件的安全性指示。

應用場合:應用于安全密封時可以單獨使用或與72方案一起使用;流體在室溫下不冷凝;高飽和蒸汽壓液體,輕烴;危險或有毒液體;清潔的、非聚合、非氧化液體。


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