石油化工机械装置中泵类机械密封的应用

赵凯 梁霄

摘  要：近几年，随着石化工业的迅速发展，环境保护和安全问题日益引起人们的关注。泵类设备是生产系统中的关键部件，其密封性、渗漏是泵类设备普遍存在的问题。因此，对泵式机械密封在石化设备上的应用进行了研究。

关键词：泵类机械密封;石油化工;应用

1分析石油化工企业泵类机械密封方法

在国内，有两种最常用的机械密封方式。第一类是以国内的生产技术为基础的规范系列密封设计方法。根据产品的需要，可以将其划分为“非平衡”和“平衡”两类。根据不同的生产需要，它的牵涉方式多种多样，以适应各种生产条件。第二种是國外的泵类机械密封，它具有种类繁多、应用广泛、稳定性好等优点。

根据机械密封件的装配方式，它可以分为内部装配和外部装配，其中动环内部装配和外部装配的最大差别是外圆周和内周边面。外圆的表面与介质接触的是内部的机械密封，而不是外部的机械密封。外装式在应用时，由于弹性元件与介质不会直接接触，因此不会受外界因素的影响而发生反应，此型式的机械密封适用于腐蚀性较强、容易引起其它物质反应的介质工作，当动环装置在使用时，由于外部压力过大，会由于压力过大而导致介质泄漏，因此外装式机械密封在应用时要注意压力的大小，在合适的方向上才能继续使用，而内装式的机械密封不会受压力的影响。

2石化装置中泵类机械密封应用的意义

石化装置的工作介质多为高温、高压、腐蚀性介质，在使用过程中，泵类设备的轴缝容易发生介质泄漏，严重影响到石化装置的安全。机械密封可以有效地解决转轴与机身之间的间隙问题，使转轴与机身之间形成密封件，因而在石化行业中的安全泵、反应釜、压缩机、转盘塔、搅拌器、离心机、过滤机等工艺设备中也得到了广泛的应用。随着环境保护意识的增强，对石油化工设备中的泵类密封提出了更高的要求。

3石油化工泵类机械设备密封重要性

石化泵类机械密封的重要性主要表现在两个方面：造成流体泄漏的原因较多，可以采取密封技术来保护这些因素;

1、造成内液渗漏的原因很多，可以采取全封闭技术进行保护。石化行业的泵类机械装置发生内液渗漏的原因有：

①人的原因：通常是由于人为作用于石化行业的水泵设备，有些人并不会对其进行质量检测，如果设备连接部位有不密实、异物、密封损坏等情况，则会造成设备内部液体泄漏。

②环境因素：石化行业的环境条件比较复杂，环境条件较差，对石化行业的泵类机械设备的密封性能有较大的影响。同时，这种装置在生产过程中会产生很大的震动，这些震动会破坏密封，或者造成部件的脱落，例如补偿弹簧等，从而使副密封件失效。这些因素会使石化行业的泵类机械设备的密封性降低，从而产生内部液体泄漏的问题。

③压力因子：压力因子对水泵等机械设备的长期使用，也就是泵类设备运转时，会有一定的压力，这些压力会对整个设备造成冲击，长时间的使用，会使设备的某个部分出现微小的变形，从而造成设备的密封性下降，从而造成内部液体泄露。从这一点可以看出，在石化行业中，泵类机械设备存在着大量的内液渗漏，可以通过泵类的机械密封技术来达到最大程度的防止各种因素对设备的密封性能造成的影响。

2、通过采用密封技术，确保石化行业中的水泵等机械设备能够稳定、安全地使用。石化行业的泵类机械设备在使用过程中出现了内部液体泄漏现象，这是由于设备的工作状况不正常，无法稳定地工作，这表示设备的稳定性较差，很容易造成设备的失效，而且会越来越严重。同时，石化行业的泵类机械设备，其内部液体存在着一些危险，比如石油等易燃物，如果泄漏到室外，会与周围的电气设备产生接触，引起火灾，造成安全隐患。在此条件下，采用泵式机械密封技术可以有效地防止液体的外泄，确保装置的工作稳定、安全。

4机械密封的结构和组成

机械密封的制造方法种类繁多，按其结构特征分为机械密封和非平衡机械密封。根据机械密封是否随轴旋转而分为静止密封和旋转机械密封。按机械密封空腔的摩擦副数目，可分为单、双端面两种类型。根据弹簧的结构特点，可以将其分为单弹簧和多弹簧机械密封。根据补偿弹簧是否与工作介质的接触程度，可以分为内、外两种。机械密封由密封部件、缓冲补偿部件、传动部件和副密封部件组成。密封件是由动、静环构成的端表面来完成的，是密封件中最关键的一个。减震补偿部件在机械密封中起到了缓冲作用，通过弹性作用在动、静环之间的作用，起到缓冲作用。该传动部由泵轴和固定销组成，它能带动动环与泵轴一起转动。

5石油化工泵类机械设备密封技术应用

5.1材料选择

由于石化泵类机械装置内部液体泄漏问题并非新近发生的问题，因此有关方面的学者们一直在进行着大量的研究，因此，各种密封材料都有其独特的性能，盲目使用会造成密封性能的下降，因此需要慎重选择。目前，有关部门普遍认为，石化行业中的泵类机械设备动、静环部件的强度不够，承受压力、承受能力差，是易燃易爆的高发部位。以往，很多石化公司都是以碳石墨为材料，但由于其耐温性较差，容易被温度所破坏，密封质量难以长久地得到保障，因而不宜再用碳石墨。

5.2工艺选择

在装置的内部仍然缺少保护的情况下，通常使用密封材料。因此，为进一步改善石化行业的泵类机械设备的密封性能，应在材料选择的基础上进行工艺选择，采用技术手段进行内部保护。目前，在石化行业中，一般采用的是回流式和无接触式两种密封方式。

1）回流密封;它主要是改变石化行业的内液流向，在装置内部建立一个回流通路，使得内部液体不能继续循环，这就是内部保护空间。内防护空间内，石化泵等机械设备的内液通常不会超出此区域，在液体接触到一定距离时，会因机械导热或牵引作用而发生倒流，达到内密封保护，如石化泵等外用物料的密封层发生故障时，内保护也能起到保护作用，减少内液泄露的可能性。此外，回流密封技术在我国已得到广泛的应用，几乎达到了零泄漏，具有很高的实用价值，值得重视。

2）非接触式密封。非接触式密封是指在石化行业的泵类机械动静环的触头上形成一层液体薄膜，从而使动静环的相对位置发生了有益的变化，从而可以有效地控制液体的流向，防止泄漏。采用无接触密封具有成本高、操作简单等特点，而且采用液膜可以有效地减少动静环的磨损，对石油化工泵类机械的耐久性具有重要意义。

5.3方案设计与实施

由于不同石化行业的泵类机械设备之间存在着一定的差别，对其密封性能的要求也各有不同，所以在材料选择和工艺选择时，要结合实际情况来确定具体的实施方案。在此基础上，提出了一种以石化泵类机械设备的内部液体渗漏点为设计思路，在此基础上进行了详细的设计与实施，在此基础上提出了一种新的解决方法，即以石化泵类机械设备的内部液体渗漏点为主要研究对象，这种装置的内液渗漏点很少，而动、静环的接触端点是典型的，因此需要对其进行检测和分析，从而决定密封的材质、技术的使用方向和性能等级。一般情况下，动静环是用一种柔软的或坚硬的材料制作的，两者之间的接触会产生摩擦。在软物料的摩擦面积小于0.3 cm时，其密封性较好;如果软物料的摩擦面积达不到此标准，则需采用密封材料及技术加以补充。

结束语

石化工业的快速发展离不开安全的生产设施。作为石化行业的一个关键部件，泵类设备在运行时很容易发生泄漏和设备密封性差等问题。

参考文献：

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