石油化工生产装置中泵用机械密封的选择分析

王美玲

大庆石化公司化工一厂 ,黑龙江　大庆　 163000

摘要：在石油化工生产装置中，机械密封占据着极为重要的地位和影响。石油化工企业在生产过程中一旦发生密封泄漏问题，不仅会给环境造成严重的污染，而且还极易引发火灾等事故，进而给社会和企业带来极大的损失。而泵作为生产中的重要机械设备，其机械密封性更需予以关注。由此，文章就石油化工泵用机械密封的选择展开了认真、详细的分析。

关键词：机械密封；离心泵；石油化工

在绝大部分的泵都是采用机械密封，以达到防止泄漏的效果。而泵作为石油化工行业中不可或缺的生产设备，加上石油化工生产的特殊性，其密封效果将会在很大程度上影响到了整体生产效率与安全，因此这就要求工作人员能够合理选择泵用机械密封，切实保障石油化工生产运营的稳定与良好。

一、探析机械密封的分类方法

对于机械密封来讲，以往大多都是以结构、布置的方法（如单双端面和两级串联密封等）来进行分类的。而随着现代密封技术的快速发展和进步，越来越多新材料 、新技术和新方法得到了有效的应用，使密封的应用范围得到了更大的发展，与此同时，其分类方法也发生了较大的改变。现阶段的机械密封主要以密封端面的摩擦副间有无外加润滑液来进行区分，所以密封可以划分为两种，一种是湿式密封，一种是干式密封。其中湿式密封主要是通过液体、气液等的混合体的密封介质来实现的；而干式密封则是以气体作为密封介质来实现的，如较为常用的气体有氢气、氮气等，其中气化后的液体密封也属于干式密封的范畴。另外，干式密封也可以根据气体自身的性质差异划分为固体润滑、惰性气体、汽化气体和工艺气体等不同的密封类型。

二、在石油化工泵中机械密封择需要考量的因素分析

（一）输送介质的物理和化学性质分析

如果所输送的介质没有腐蚀性，或只有极弱的腐蚀性，那么便可以选择使用内装式机械密封来实现。如果所输送的介质具有较强的腐蚀性，那么由于弹性元件内的弹簧的选用问题难以得到有效解决，当压力小的情况下可以选择外装式机械密封来实现。如果所输送的介质容易结晶、有固体颗粒和高粘度的情况下，需选用单弹簧结构。而如果所输送的介质属于易燃易爆且有毒的情况下，则务必选择双重机械密封来确保安全。

（二）密封压力分析

在对机械密封进行选择时，密封压力是一项十分重要的考量参数，通常来讲，密封压力应当不超过0.7MPa时，平衡型和非平衡型机械密封都可以达到实际的使用指标；而当密封压力处于0.7～12MPa的范围内时，则需考虑选择平衡性机械密封来实现；而当密封压力超过12MPa时，则需要选择串联密封来实现逐渐降压。

（三）密封工作转速分析

所谓密封工作转速，其实就是密封工作面所具有的线速度，其直接对运转的稳定性、端面磨损造成影响。当线速度超过30m/s时属于高速密封，通常需选择静止式的机械密封来实现。同时，还需做好动静端面材料的处理工作，以使其得以达到磨损的实际需求。

（四）工作温度分析

这里所说的工作温度其实就是密封腔体内介质的实际温度。当其温度小于80℃时，一般的机械密封都可以选择。而如果是比较容易激化的介质需同时考虑其压力，且确保其工作温度要低于沸点温度的13.9℃，只有这样才能更好地确保密封磨损副间的稳定液膜。而当介质温度达到80～150℃时为普通密封，当介质温度大于150℃时为高温密封。高温密封通常需要结合实际工部条件来进行选择，需利用具有换热器的辅助系统来对密封腔内介质的温度加以控制，从而确保其温度得以控制在一定的范围内，以保证密封圈和摩擦副间温度不分超出该技术的限值温度。介质温度小于20℃时需选择低温密封，而在较低温环境下进行作业的机械密封，需确保摩擦副间外部空气中的水分不会出现结冰问题，通常情况下需要配备PLAN62系统并应用氮气吹扫来清除水蒸气。

三、石油化工泵用机械密封的选择研究

（一）高温热油泵机械密封的选择分析

某工厂所使用的高温热油泵主要为常底泵、减底泵和催化油浆泵三种，这些泵的温度可高达370-400℃、油质粘度大且塔底还有杂质。因此，针对上述特点可以应用YH石09系列机械密封，其结构造型可以结合几个方面来进行：

1）金属波纹管旋转结构

旋转波纹密封结构主要利用旋转离心力而使得其能够自动清洗波纹管，从而有效降低波纹管外围的沉积、内侧结焦问题的出现，同时还可以有效避免由于急冷而致使波纹管发生变形。

2）密封结构形式选择开槽斜面挤紧轴套

选择这种定位传动具有较强的可靠性，且安装和拆卸都十分便捷，不会对轴造成损伤。由于配置了有限位板，所以可以实现地泵外对密封的压缩量进行调节。另外，将波纹管内径一侧设置成45°角可以使应力得到有效分散，从而有效延长波纹管的使用寿命。此外，选择柔性石墨作为辅助密封可以使其得以承受更高的温度。

3）摩擦副材料的选择

在对摩擦副材料进行选择时，通常选用硬对硬结构来实现。如果选择siC.wc复合陶瓷材料作为动静环材料时，在运转一定时间后便会出现啃边问题，所以，可以选择YG6-YG6进行运转。

（二）轻油泵机械密封的选择分析

1）多弹簧机械密封静止结构分析

对于轻油泵机械密封通常可以选择静止结构来进行，这样可以避免在高速搅拌过程中出现大量的热量，同时还可以有效避免弹簧传递扭矩问题。

2）摩擦副材料的选择分析

通常摩擦副材料的选取采用wC-C结构，对于辅助密封材料的选择时则需考量如下几个方面的内容：①选用弹性好的，永久压缩的变形比较小；②选用耐高温材料，以免在高温环境下发生粘着；③可以与介质相容，较难出现溶胀和硬化等问题；④选择较小的摩擦系数材料，有利于机械性能的发挥。

3）辅助密封方法

当介质温度大于150℃时，轻油泵机械密封的辅助冷却通过使用密封腔夹套冷却、自冲洗及密封无折流板急冷等来实现，而当温度小于150℃时，通常只需要选用自冲洗及密封无折流板急冷来实现。

4）低温轻烃泵用机械密封的选择

①低温轻烃泵用机械密封和轻油泵机械密封相似，多弹簧机械密封同样也选择静止结构。②通常选用SiC-C结构的摩擦副材料，而辅助密封材料则需选用具有耐低温的硅橡胶材料来进行。③通常选择自冲洗及密封无折流板急冷的方法来对低温轻烃泵机械密封进行辅助，利用冲洗可以使密封腔内压力得到有效提升，从而避免抽空而引发密封干摩擦的问题。

四、结束语

总而言之，在对石油化工泵用机械密封来讲，需先对其密封结构的特点及其选择的原则加以了解和分析，进而结合实际情况采取与之相适应的密封，同时，密封材料、有关配置和辅助系统等均需做出合理的选择，从而确保密封得以长期、健康有序的运转。

参考文献：

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