机械密封在扬子石化离心泵中的应用文档格式.docx
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机械密封是各类旋转动设备上的非功能性部 件,却是非常重要的基础部件。
它是一种用来解 但
件,高水平实现高PV值,大型剖分结构,动监控装 自置。
()2机械密封在使用范围上将不断扩大,不仅在
机泵阀上使用率越来越大,而且在反应釜转盘塔搅拌 机离心机、离心式压缩机等设备上均被采用。
()3从
决旋转轴与机体之间密封的装置。
它是由至少一对 垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力 (或磁力)的作用及辅助密封的配合下保持贴合并 相对滑动而构成防止流体泄漏的装置,常用于泵、风 机、压缩机、离心机、反应釜、搅拌釜等旋转式流体机 械,也用于齿轮箱、阀门、旋转接头等密封。
社会的 发展,技术的进步,要求节能降耗,要求提高设备效 率;
求重视环境保护,少原材料泄漏损失,免 要减避环境污染;
求工厂设备长周期安全稳定运转,要尽量 消除装置中的“、滴、”避免有毒有害易燃 跑冒、漏,易爆介质的泄漏事故发生。
基于各方面的要求,密 封技术越来越重要。
据调查,各类化工、石化等工艺 装置的机、阀中,8%采用机械密封。
扬子公 泵、有6司引进装置的泵中采用机械密封的占8.%¨
。
44 资料表明,国内外的几个石化企业的机泵维修工作 中,机械密封失效维修占5%或更高一些。
可见机 0械密封虽然仅为设备上的一个非功能部件,但在设 备安全性可靠性耐久性方面发挥着重要的作用。
随着密封领域新技术、理论、材料、结构、新新新 新工艺、新标准的不断涌现,机械密封的发展将出现 以下几个方面特点 :
1向高参数、J()高性能、高水平 方向发展,即参数上达高压、高速、高温、超低温、大直 径。
目前,国际上机械密封发展已达到单级压力1 OP一5Ma使用温度在一9 10 机器转 a3 P,10o 0oC一0C,速高达5 0 rnP000ra,V值达到l00Ma?
/。
/i 0 Pms 性能上满足干运转、零泄漏、无油润滑浆液等介质条
收稿日期:
090—5 20-41。
过去单一重视单独密封体发展到重视整个密封系统。
()4制订更严格的泄漏检测标准,更注意安全和环境 的保护。
从过去仅要求的可视“泄漏”不注意看不见 ,的易挥发物的“逸出”到新标准开始控制易挥发物的 ,逸出量,真正实现从要求“零泄漏”到实现“零逸出” 。
()5运转寿命更长。
为满足装置的长周期稳定运转, 延长装置的检修周期和操作周期,机械密封的使用寿 命将由1年延长至2年或更长。
随着机械密封的发展,的产品会不断涌现。
新
()1端面开槽型机械密封。
干气密封,游泵送密 上
封,热流体动力楔和动压垫机械密封是三大代表。
由于计算机技术快速发展,这类密封端面开槽型机 械密封的结构优化和数值分析得以实现。
目前,它
们主要用在高参数工况,应用对象从压缩机膨胀机 到泵釜等设备。
()2可控机械密封技术。
美国一个 密封研究小组1O年来一直致力对它的研究,可控机
械密封具有对端面之间流体膜状态(相态、膜厚、膜 温)实现在线控制的能力。
随着传感技术和微电子 技术的发展,可控机械密封技术在高科技领域(如
航空航天核电站)和传统工业的运用将得以实现。
()力密封。
磁性材料钕铁硼性能优异,格便 3磁价
宜,磁力机械密封结构简单,安装方便,在工况不太 恶劣情况,运用在风机泵汽轮机齿轮机上。
()可4 机械密封及辅助系统。
把密封问题作为系统工程来
处理。
作者简介:
曹德军(96)男,16一,江苏盐城人,工程师,从事物资采购及管理工作。
第5期
曹德军:
机械密封在扬子石化离心泵中的应用
4 5
1离心泵用机械密封结构及选用
离心泵用机械密封的结构形式有很多种,其分 类方法也各有差异,常可以根据机封的结构特征 通和使用工况进行分类 。
一般按结构将机封分为:
】 ()1平衡型和非平衡型;
2单弹簧和多弹簧;
3内 ()()装式和外装式;
4内流式和外流式;
5弹簧旋转 ()()式和弹簧静止式;
6接触式和非接触式密封。
按 ()照机械密封的使用工况又可以将它分为:
1高温 ()机封;
2低温机封;
3高压机封;
4高速机封;
()()()
温度(一0—2)℃,520介质压力在(.4OMP,25—.)a
密封端面线速度低于2 /。
该型式机封具有多 0ms
种不同形式的结构,格齐全,用普遍,合 规应符
DN46准。
其设计合理,件互换性好,封 I290标零密
环能被轻松插入,更换容易,推环被传动耳环卡位, 可防止弹簧脱落。
同时提供外包四氟的VTN动 IO静环O形圈,机封在腐蚀性强的工况下仍能正常 使工作。
BRMAN公司的机械密封在扬子公司乙 UGN
醛装置和芳烃装置中应用较多。
()5耐腐蚀机械密封;
6适用于含有磨料介质和高 ()黏度介质的机械密封;
7真空机械密封。
()
11平衡型机封 .
在扬子公司各装置使用的离心泵中,采用较多 的平衡型机封有JH RNONCAE公司的5B系列,9 BRMAN公司的HN系列,ILR公司的AB UGN7PLA,
BB系列,ALEGE公司的LP系列等。
8
1115B型 .. 9
图2-N型机械密封结构 171
Fg2I/mehnc elsrcuei. FNcaiasa tutr l
113LP型 .. 8
5B型密封是CAE公司的B组公制尺寸机 9RN
LP型密封是EGE公司的泵用机械密封产 8AL品结构,图3它是单端面、见,多弹簧、平衡型密封。
辅助密封有O形圈和V形圈2种,V形圈常用材料
为PF它在聚乙烯装置的离心泵中应用较广。
TE,
械密封产品,构见图1符合现行的欧洲标准 结,DN46。
I290国际标准IO09S36。
其适用的工况为温
度(550一0—0)℃,介质压力不大于62Ma转速 . P,低于500rmn适用的介质有油、、机溶剂以 0 i,/水有及其它弱腐蚀性溶液。
机封采用多弹簧结构,面 端
比压均匀,受旋转方向限制,环辅助密封采用 不动
FE楔形圈,具有机封初始密封性好,耐蚀性强,随 着机封摩擦副的磨损具有一定的补偿功能。
静环辅 助密封采用矩形圈、0形圈,同样为耐蚀介质提供多 样的选择。
该型号机封在扬子公司的芳烃装置和 PA装置中使用最多。
T
图3S LP型机械密封结构
Fi. LP caia elsrcueg3Smehnclsa tutr
114B8型 .. B
B8型密封是PLABILR公司的平衡型标准密
封,常用于工艺介质,封材料为PF 轴1EV形圈, AB型机封轴封采用O形圈。
PuAR公司的B8型机 IB
封的IBB8型符合IO尺寸,S在乙烯装置中使用较
多。
结构如图4所示。
图15B型机械密封结构 9
i. 9mehnesa rcueFg15B eala eltutr ls
112HN型 .. 7
HN型机械密封是BRMN7UGAN公司的单端 面、多弹簧平衡型机械密封,构见图2有H4 结,7N,H6,71H41H42HS7NHF,7F,7S,72和H62的77F个 系列机封,轴径D为(4—0)m,120m适用的工况为
图4B8型机械密封结构 B
Fg4BB8mehnclsa tutr i. caia lsrcuee
4 6
12非平衡型机封 .
聚 酯 工 业
第22卷
料。
机封选型的参数主要有密封腔压力、质和冲 介
洗液的温度、密封端面线速度,流体的特性及密封安 装的有效空间等 J 。
2.1
.
在扬子公司各装置使用的离心泵中,用较多 采的非平衡型机封有JH RNONCAE公司的5U系列,9
BRMAN公司的MN系列,ILR公司的A,UGN7PLA3
密封腔的压力
B1系列,ALEGE公司的LP系列等。
3
1215U型 .. 9
根据机械密封密封腔的压力可以决定选择机封
结构为非平衡型、衡型、端面、平单双端面、多端面、
多级不同形式的机械密封。
22密封端面线速度 .
5U型密封是CAE公司的B组公制尺寸机 9RN
械密封产品,构见图5,合现行的欧洲标准 结符DN46国际标准IO09I290,S36。
其适用的工况(介 除
质压力为不大于17MP. a外)结构与5B型相 和9
同。
该型号机封联同CNARE公司的5B型系列机 9
根据机械密封端面的线速度可选择机械密封的 结构为旋转式、止式、体动压式和非接触型机 静流
封。
23使用环境温度 .
封在扬子公司的芳烃装置和PA装置中使用最多。
根据机械密封的使用环境温度,考虑密封端面 间的液膜闪蒸温度,波动时的耐热冲击性能,随温升 降低介质的黏度和润滑性,辅助密封材料和机械密
封密封摩擦副耐热极限,温度升高后腐蚀加剧对机 封的影响,低温情况下材料的脆化和橡胶辅助密封
圈的硬化失弹情况,温度降低物料聚合或析出结晶。
图55U型机械密封结构 9
Fi. 5U ehnc elsrcueg59mcaiasa tutr l
通过这些条件确定密封的结构、擦副和辅助密封 摩
圈的材料、是否增加润滑冷却方法,增加冲洗保温措
122M型 ..
施,制订保冷措施。
24密封流体的性质 .
M型机械密封是BRMNUGAN公司的非平衡型
泵用机械密封,MN,N和MN3个系列,有2M37 其 中M7N系列最常用,构见图6结。
适用的工况为温 度(一0—2)o介质压力不大于16MP,520C,. a密封 端面线速度低于2 /;
型式机封具有多种不同 0ms该形式结构,格齐全,用普遍,合DN46规应符I290标 准,在产品标注上包括产品型号、径、轴弹簧旋向、厂
根据密封的流体性质,是否具有腐蚀性而降低 密封的使用寿命,是否存在颗粒造成机封的磨损,蒸 气压力高导致端面易开启,介质黏度低、具有挥发性 或夹杂空气干摩擦的问题,质是否易燃、介易爆、有
毒,是否危及环境安全。
通过这些情况可以确定选 用密封的结构,封件的材料,滑的方法,密润隔离的
措施及安全措施。
25安装密封的空间尺寸 .
标材料代号等。
其设计合理,零件互换性好,密封环 能被轻松插入,更换容易,推环被传动耳环卡位,可 防止弹簧脱落。
同时提供外包四氟的VTN动静 IO环O形圈,使机封在腐蚀性强的工况下仍能正常工 作。
BRMNUGAN公司的机械密封在扬子公司乙醛
装置和芳烃装置中应用较多。
通过安装密封的有效空间,决定选用密封的结 构,选用多弹簧、单弹簧、波形弹簧,或内装式和外装
式结构。
机封的应用及其使用的工况与设备有很大的关 系,在实际使用中一定要弄清机封使用的条件,充分
利用各机械密封生产厂家的产品样本、技术文件或
与生产厂协商咨询选择合适的机械密封。
针对一些 特殊的使用条件,则必须与密封的生产厂或研究单 位协商,重新设计采用新结构满足使用要求。
需要
图6 M'/N型机械密封结构
Fg6M7mehnc e tcuei. N caiasasrtr llu
考虑的特殊工况有:
1温度高于10℃或低于一()2
3O℃;
2密封工作压力高于3Ma()() P;
3密封端面 线速度大于3 /。
()料是浆液或介质中含有 0ms4物泥砂、纤维等;
5流体为低沸点、()易气化、易燃易
2机械密封的选用原则
根据综合情况选取机封的结构、组合形式及材
爆、剧毒等介质。
曹德军:
械密封在扬子石化离心泵中的应用 机
4 7
3机械密封在扬子石化装置离心泵中的
应用 ̄ssJ-
31应用 .
乙烯、磺化聚乙烯橡胶和丁腈橡胶。
金属波纹管 氯
采用焊接结构。
⑥V形密封圈采用聚四氟乙烯材料,型牌号 典
扬子石化公司现有乙烯、乙烯、聚聚丙烯、乙二 醇、芳烃、精对苯二甲酸、乙醛和污水处理9套引进 装置和国内设计引进部分设备的乙酸装置。
泵用机 械密封主要为日本、国、国、国等大型密封公 美英德司的产品,机械密封的优点突出。
其 ()品系列化标准化,封元件通用性好,1产密同
一
是TFO。
0形密封圈采用丁腈橡胶(B)ELNNR和氟 橡胶(IO,的密封公司为了提高耐蚀性能,VTN)有采 用橡胶圈外包覆聚四氟乙烯的0形圈。
也有一些 公司采用既有橡胶弹性又具有聚四氟乙烯耐蚀性能 的杜邦公司的KLEARZ材料O形圈系列产品。
扬 子在近几年的机封改进过程中,选用了高性能的
KLEARZ材料。
规格可以互换。
()5公制密封占大多数。
从现有引进的机械密 封套数可以得出,制密封只占8左右。
英% (推行IO097密封腔尺寸标准。
自6)S36-4
()2品种规格齐全,满足现代工业要求,石 能凡
油化工生产中需要的高温、低温、高压、高速、耐蚀耐
磨的机械密封都能供应。
1794年国际标准化组织制订I36S09密封腔尺寸 0的规定以来,国密封公司相继采用I36—7 各S0914O9标准,在产品样本中几乎都注明哪些品种适用于
IO36S-09的尺寸系列。
()7配置相应的辅助装置。
机械密封的辅助装 置的作用已被人们认识,引进的机械密封特点之~ 就是配备了各种辅助装置,密封达到预期的效果。
使
()3结构多数采用平衡型,多弹簧、辅助密封圈 为楔形圈或V形圈。
例如,乙烯装置泵用机械密封 平衡型占总数的8.%,弹簧结构占8.%, 56多28V形密封圈占8.%。
86 ()4密封使用的材料各有特点。
密封的材料除 按照A60DN46H-,I290等标准外,1各密封公司内部 都有自己的密封材料规范,其材料名称通常以代号
或商业名称出现。
凡是在机封上经常使用的材料在 扬子石化离心泵的机封上均有体现。
①动、静环配对材料。
动静环配对材料视工况、 介质而定,除软一硬相配外,也采用不同材料的硬一硬 相配。
同样石墨环,有的用作动环,的用作静环,有 或许因为散热条件关系而作相对位置更动。
从统计
数字表明,引进的泵用机械密封有6%的动环采用 8石墨类软质材料(作条件苛刻的场所,环一般 工动还是采用硬质材料)国内机械密封的动环大多数 ,
在扬子石化的各装置中8%的工艺介质泵采用辅 5助装置。
()8新技术、新结构、新材料的推广和使用。
重 要的泵采用干气密封或上游泵送密封替代普通的机 械密封;
对腐蚀性介质或高温、低温的场合使用杜邦 公司的KLA橡胶和GENTE的CM—ARZRE EDHE
RZ橡胶。
A
32问题及改进 .
机械密封是所有离心泵运行中最薄弱的环节之
,
也是设备维修的主要原因。
据统计,约5% 大0
采用碳化钨、陶瓷等硬质材料。
②大量采用石墨密封环 ③采用SIC及其他耐蚀硬质合金密封环。
S IC是新型陶瓷材料,它具有优良的摩擦性能,常适合 非用于作密封环材料,已有乙烯装置部分工艺介质泵采 用sic密封环。
其他硬质材料以耐蚀碳化钨和Slt—e le钴铬钨硬质合金)i(t为主,普遍用于动环或静环。
④弹簧材料多数为Cret2,anr它属高镍铬合 pe0
金(9r7iM-C)常称2#1C-N-ou,2230合金。
此外还采 用36型不锈钢(ClNlM2iIcnl0M.11r8ioT)noe0,o26
的泵的维修归因于机械密封。
泵在运行半年后就有 4%~005%的机械密封失效;
而在复杂恶劣工况条 件下,机封失效引起设备维修的比例就更大一些。
机械密封属于较精密的部件,合理的机封结构,正确 的安装程序,格的操作规范,当的维护保养制 严恰度,及时对设备使用中机械密封的故障进行
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- 机械 密封 扬子 石化 离心泵 中的 应用