机械密封辅助系统手动打压泵的改造

王明奎　郭海澎　崔志峰　刘尊国　刘建峰

摘 要：本文介绍了机械密封冲洗方案中PLAN53B的结构形式和原理，对冲洗方案中手动打压泵进行了改造，解决了手动打压泵故障率高的问题，为企业节约了大量资金。

关键词：API682 PLAN53B 手动打压泵

中图分类号：TE964 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）06-0-01

随着炼化行业生产工艺的不断进步和发展，流体输送设备的介质也更加复杂化。危险程度和环境污染指数也逐步增高，炼化行业中使用最多的流体输送设备就是离心泵，离心泵的正常运转直接关系到整套装置的安全平稳运行，根据行业多年经验分析，离心泵的故障可以分为腐蚀和磨损、机械故障、性能故障和轴封故障四种，其中机械密封的失效占离心泵故障的60%以上。机械密封作为离心泵现今阶段最为有效的防止轴端泄露的手段，从最初作为轴承密封到如今的多端面、组合式和高参数，已经有100多年的历史。如何提高机械密封的使用寿命成为了世界各国机械密封行业和设备技术人员最为关注的问题。

机械密封要安全、长周期运行，除了密封本身的设计形式要合理，密封端面和輔助密封圈垫、轴套压盖、泵送环材质要选用适当，制造精度和安装精度都按标准要求之外。合适的辅助系统和冲洗方案也起着重要的作用，良好的辅助系统和冲洗方案能够将机械密封摩擦副上产生的热量及时传递出去、抑制和缓冲介质向大气侧的泄漏、冷却密封腔介质温度保证机械密封较低的故障率，使机械密封最大限度的工作，为设备和工艺装置长时间连续、安全和可靠的运行提供保证。通过长期观察公司装置内运行泵的机械密封辅助冲洗系统，在为企业节约资金和减少人力资源投入的前提下，对公司泵用机械密封辅助冲洗系统PLAN53B方案中的手动打压泵进行改造。

一、PLAN53B方案简介

PLAN53B是美国石油协会机械密封标准API682众多冲洗方案的一种，其原理如下：

二、图注

1.隔离液加注口；2.囊式蓄能器；3.囊式蓄能器充气口；4.冲洗口（F）；5.隔离液出口（LBO）；6.隔离液进口（LBI）；7.密封腔；8.排气口；9.隔离液排液口；10.阀（用于检查囊式蓄能器的气囊 ）；

PI.压力表；PIT.带现场显示的压力变送器；TI.温度计；TIT.带现场显示的温度变送器；

A.如果指定，应该安装压力表和阀10来检查囊式蓄能器是否完好；B.如果指定，需要安装一个立式翅片式冷却器。

在冲洗方案PLAN53B中，由囊式蓄能器加压的隔离液系统为抑制液密封腔提供清洁的隔离液。蓄能器和隔离液的压力应高于密封腔的压力。

隔离液流体采用内侧循环装置来进行循环。为了最大限度的增强冲洗流体的循环效果，应该选择合适的管径，减少系统中的附件，采用大直径弯头，减少管道长度等措施来减少管路阻力损失。

冲洗方案53B用于布置方式3密封系统中。冲洗方案53B和冲洗方案53A不同之处是前者隔离液的压力是通过囊式蓄能器来维持的。使用囊式蓄能器可以防止加压气体和隔离液相接触，这就避免了加压气体被隔离液吸收，使密封可以用于高压操作工况。蓄能器应先充入加压气体，然后再充入隔离液，通过隔离液压缩气囊使蓄能器达到操作压力。内、外侧密封的泄漏会导致隔离系统压力降低，因而蓄能器的初始充入压力应该稍高于所需要的压力，并且当密封泄漏时使蓄能器的压力降到系统的最小许用压力。此时，应对系统重新加注隔离液，使隔离液工作体积达到最大。密封的性能通过压降的检测进行监测，而不采用冲洗方案53A中的隔离液液位监测系统。

只有移除管路和密封冷却器中的气体和气泡，冲洗方案53B才能实现有效的流动。因此启动时，排除系统中的气体对系统的正常操作至关重要。

在该方案中囊式蓄能器的压力如果降到系统最小许用压力，需要靠手动打压泵打压，（手动打压泵见下图），手动打压泵是单柱塞泵，由于使用频繁，手动打压泵损坏率较高，在和泵厂以及机械密封厂家交流后，手动打压泵不提供配件，只提供整个泵，价格大约1万元左右。

公司现在使用PLAN53B方案的泵共有100余台，如果手动打压泵出现故障需要更换，将是一笔较大的投入，经过实验将手动打压泵改为移动式打压泵，在原来手压泵的管线上直接装快接头母体，利用其单向阀原理将系统内隔离液密封。快接头公头和移动式打压泵加长高压油管连接，一套移动式打压泵的成本大约2000元，一套装置可以共用一台移动式打压泵。

结语

PLAN53B方案中的手压泵改造后，移动式打压泵能够满足系统的补压要求。确保了机械密封的安全运行，降低了维修工作量，为企业节约了大量资金。