泵用機(jī)械密封沖洗方案及操作方法

1、泵用機(jī)械密封沖洗方案及操作方法1 泵用機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)試運(yùn)及操作方法由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置稱為機(jī)械密封。1.1 機(jī)械密封的基本要求一般地，機(jī)械密封的設(shè)計(jì)和運(yùn)行必須滿足其整個(gè)工作壽命期間若干基本要求。這些基本要求是 : , 液體必須始終與密封界面的進(jìn)口接觸。界面進(jìn)口處的液體必須小于局部壓力下的沸點(diǎn)溫度。, , 補(bǔ)償環(huán)必須始終保持自由靈活且軸向自動(dòng)調(diào)節(jié)。補(bǔ)償環(huán)和非補(bǔ)償環(huán)都必須防止在扭轉(zhuǎn)載荷下相對(duì)軸或腔體打滑和旋轉(zhuǎn)。, , 當(dāng)軸在軸向移動(dòng)時(shí)，尤其當(dāng)未加壓時(shí)，彈簧力必須足以使密封端面保持接觸。至少一個(gè)

2、密封環(huán)應(yīng)為高導(dǎo)熱率材料。, , 一個(gè)密封端面應(yīng)為耐磨材料，當(dāng)磨損時(shí)保持光滑。高速下，非補(bǔ)償環(huán)應(yīng)旋轉(zhuǎn)并且致密，具有均勻輪廓, , 密封應(yīng)為平衡型。1.2 機(jī)械密封的沖洗分類機(jī)械密封的沖洗是一種控制溫度、延長機(jī)械密封壽命的最有效措施。沖洗的目的在于帶走熱量、降低密封腔溫度，防止液膜氣化，改善潤滑條件，防止干運(yùn)轉(zhuǎn)、雜質(zhì)沉積和氣囊形成。按照api682 標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)密封沖洗方案的不同，大致可分為20 種，分別是 : 單封方案 :plan01 ，plan02，plan11 ，plan13 ，plan14 ，plan21 ，plan23 ，plan31 ，plan32 ，plan41 。 雙封方案 :pla

3、n52 ，plan53a，plan53b，plan53c，plan54 。急冷方案 :plan62 。干氣密封 :plan72 ，plan74，plan75 ，plan76 。泵用干氣密封在我廠暫時(shí)沒有使用，故不作介紹。 1.3 機(jī)械密封及沖洗系統(tǒng)組成機(jī)械密封組件一般由四大部分組成: , 由靜止環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)組成的一對(duì)密封端面，該密封端面也稱為摩擦副，是機(jī)械密封的核心 ; 以彈性元件為主的補(bǔ)償緩沖機(jī)構(gòu);, , 輔助密封機(jī)構(gòu) ; , 使動(dòng)環(huán)和軸一起旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)由壓力罐、換熱器、過濾器、旋液分離器、孔板等基本器件組成。此外，還包括密封腔、端蓋、軸套、端蓋輔助密封件、泵送環(huán)、管件、閥

4、件、儀表等。1.4 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)試運(yùn)及操作法盡管泵用機(jī)械密封的種類較多，但本廠所用到的機(jī)械密封的種類并不多，只有少數(shù)幾種，如 :plan11 ，plan13 ，plan21 ，plan23 ，plan32 ，plan52 ，plan53a，plan53b，plan53c 和 plan62 等，本試運(yùn)方案僅對(duì)以上幾種機(jī)械密封從原理、應(yīng)用場(chǎng)所、流程說明、使用方法及注意事項(xiàng)等幾個(gè)方面作一下簡(jiǎn)單介紹。 1.4.1 方案11 1.4.1.1 原理簡(jiǎn)述plan11 一般用于內(nèi)置式單端面密封、串聯(lián)密封中內(nèi)側(cè)端面的密封沖洗，用泵送介質(zhì)直接沖洗密封端面，屬于自沖洗一類。plan11 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)通常使用

5、在下列場(chǎng)所: , 清潔流體。, 清潔、非結(jié)晶結(jié)焦流體。1.4.1.2 流程說明將工藝介質(zhì)從泵的出口引出，通過限流孔板限流后，由密封壓蓋正上方的開孔引入密封腔對(duì)密封進(jìn)行沖洗、冷卻，沖洗管線上不設(shè)切斷閥門。其作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面: 一是帶走密封腔室的熱量，二是可以使密封腔室放氣，三是增加密封腔室的壓力和沸點(diǎn)溫度。1.4.1.3 投用前的準(zhǔn)備工作, 拆開沖洗管線，封好泵體接管管嘴，防止雜物進(jìn)入。用干凈的風(fēng)將管線吹掃干凈，然后立即回裝。沖洗管路上孔板安裝正確。, , 用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松旋轉(zhuǎn)。檢查完畢后，灌泵，方可啟泵。, 1.4.1.4 操作步驟, plan11方案隨泵啟停，泵啟動(dòng)后需要

6、檢查判斷沖洗液是否通暢。, 檢查密封的泄漏、發(fā)熱情況。一般在開始時(shí)有輕微的泄漏情況，但經(jīng)過一段時(shí)間后逐步減少。, 運(yùn)轉(zhuǎn)考驗(yàn)合格后即可轉(zhuǎn)入操作條件下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1.4.1.5 停車密封沖洗系統(tǒng)隨泵的停運(yùn)而停止。1.4.2 方案 13 1.4.2.1 原理簡(jiǎn)述plan13 是立式泵的標(biāo)準(zhǔn)密封沖洗方案，用于單端面密封沖洗。沖洗介質(zhì)從密封腔流出，然后返回到泵入口，對(duì)密封端面進(jìn)行沖洗冷卻，同時(shí)將密封腔中氣體排出，屬于自沖洗一類。plan13 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)通常使用于下列場(chǎng)所: , 立式泵。密封腔壓力高于入口壓力。, , 干凈的、非結(jié)晶的流體。1.4.2.2 流程說明將工藝介質(zhì)從密封腔由密封壓蓋正上方的

7、開孔引出，然后通過限流孔板限流返回至泵入口，對(duì)密封端面進(jìn)行反沖洗、冷卻，沖洗線上不設(shè)切斷閥門。其作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面: 一是帶走密封腔室的熱量，二是可以使密封腔室放氣。 1.4.2.3 投用前的準(zhǔn)備工作, 拆開沖洗管線，封好泵體接管管嘴，防止雜物進(jìn)入。用干凈的風(fēng)將管線吹掃干凈，然后立即回裝。沖洗線管路孔板安裝正確。, , 用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松旋轉(zhuǎn)。檢查完畢后，灌泵，方可啟泵。, 1.4.2.4 操作步驟, plan13方案隨泵啟停，泵啟動(dòng)后需要檢查判斷沖洗液是否通暢。, 檢查密封的泄漏、發(fā)熱情況。一般在開始時(shí)有輕微的泄漏情況，但經(jīng)過一段時(shí)間后逐步減少。, 運(yùn)轉(zhuǎn)考驗(yàn)后即可轉(zhuǎn)入操作條件

8、下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1.4.2.5 停車密封沖洗系統(tǒng)隨泵的停運(yùn)而停止。1.4.3 方案 21 1.4.3.1 原理簡(jiǎn)述plan21 一般用于內(nèi)置式單端面密封，泵送介質(zhì)溫度100,250?，泵出口介質(zhì)通過冷卻后沖洗密封端面，屬于自沖洗一類。plan21 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)通常使用于下列場(chǎng)所: , 清潔的、中溫、且凝點(diǎn)較低流體。1.4.3.2 流程說明將工藝介質(zhì)從泵的出口引出，通過限流孔板限流后經(jīng)密封冷卻器冷卻至凝點(diǎn)以上，然后由密封壓蓋正上方的開孔引入密封腔對(duì)密封進(jìn)行沖洗、冷卻，沖洗管線上不設(shè)切斷閥門。其作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面: 一是降低密封腔的工作溫度，使輔助密封材料要求降低 ; 二是可以使密封腔室放氣

9、。1.4.3.3 投用前的準(zhǔn)備工作, 拆開沖洗管線，封好泵體接管管嘴，防止雜物進(jìn)入。用干凈的風(fēng)或低壓蒸氣將管線吹掃干凈，然后立即回裝。, 沖洗管路上孔板安裝正確。冷卻器冷卻水管線沖洗干凈。, 用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松旋轉(zhuǎn)。, , 檢查完畢后，灌泵，方可啟泵。1.4.3.4 操作步驟, 投用密封冷卻器，沖洗液流動(dòng)隨泵啟停，泵啟動(dòng)后需要檢查判斷沖洗液、冷卻水是否通暢。, 檢查密封的泄漏、發(fā)熱情況。一般在開始時(shí)有輕微的泄漏情況，但經(jīng)過一段時(shí)間后逐步減少。檢查沖洗液冷后溫度是否過高。, , 運(yùn)轉(zhuǎn)考驗(yàn)合格后即可轉(zhuǎn)入操作條件下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1.4.3.5 停車密封沖洗系統(tǒng)隨泵的停運(yùn)而停止，待泵完全停止

10、后停用密封冷卻器冷卻水。1.4.3.6 注意事項(xiàng)啟泵前，先投用密封系統(tǒng)。, , 正常操作時(shí)，定期檢查冷卻器冷卻器效果。1.4.4 方案 23 1.4.4.1 原理簡(jiǎn)述plan23 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)用于單端面密封沖洗，尤其適用于熱水泵的密封沖洗。鍋爐給水泵和熱水循環(huán)泵，由于泵送熱水溫度處于100,250?，為飽和水，潤滑性能很差且易氣化，會(huì)導(dǎo)致密封面快速磨損。在該方案中，介質(zhì)從密封腔經(jīng)泵送環(huán)泵送出來流經(jīng)冷卻器冷卻后再回到密封腔中的機(jī)械密封端面處，對(duì)密封進(jìn)行沖洗、冷卻，屬于自沖洗一類。plan23 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)通常使用在下列場(chǎng)所: , 溫度大于 250?的熱烴介質(zhì)。爐給水和超過 80?熱水。

11、, , 清潔、非結(jié)晶流體。1.4.4.2 流程說明工藝介質(zhì)從密封腔通過泵送環(huán)泵送進(jìn)入冷卻器冷卻后，再返回到密封腔中的密封端面處。沖洗線上不設(shè)切斷閥門。其作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面: 一是采用循環(huán)冷卻，所需的冷卻面積較小; 二是改善密封端面液膜性能 ; 三是降低密封腔的工作溫度，使輔助密封材料要求降低。1.4.4.3 投用前的準(zhǔn)備工作, 拆開沖洗管線，封好泵體接管管嘴，防止雜物進(jìn)入。用干凈的風(fēng)或低壓蒸氣將管線吹掃干凈，然后立即回裝。, 冷卻器冷卻水管線沖洗干凈。檢查機(jī)械密封的輔助裝置、沖洗線管路、冷卻器安裝正確，冷卻器標(biāo)高符合要求。, , 檢查完畢后，冷卻器放空關(guān)閉。用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松旋

12、轉(zhuǎn)。, , 檢查完畢后，灌泵，投用冷卻水后，方可啟泵。1.4.4.4 操作步驟沖洗液排污和低點(diǎn)排凝等閥門關(guān)閉。, , 密封罐冷卻水投用，通過視鏡確信處于流動(dòng)狀態(tài)。灌泵，即可啟泵，檢查密封等泄漏狀況，密封液高點(diǎn)放空，氣體排凈后關(guān)閉。, , 經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)考驗(yàn)后即可轉(zhuǎn)入操作條件下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，密封即正常投用。 1.4.4.5 停車密封沖洗系統(tǒng)隨泵的停運(yùn)而停止，待泵完全停止后停用密封冷卻器冷卻水。1.4.4.6 注意事項(xiàng)啟泵前，先投用密封系統(tǒng)。, , 正常操作時(shí)，定期檢查冷卻器冷卻器效果。1.4.5 方案 32 1.4.5.1 原理簡(jiǎn)述plan32 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)適用于含固體顆?；蛭廴疚锏膱?chǎng)合中，適當(dāng)、清潔

13、、冷卻的外部沖洗液可以大大改善密封環(huán)境，起到降低密封腔的工作溫度、提高密封腔的工作壓力。在真空裝置中還可以通過提供沖洗來阻止空氣通過密封面進(jìn)入。plan32 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)通常使用在下列場(chǎng)所: , 臟的流體、紙漿等。高溫場(chǎng)所。 , , 易結(jié)晶或易氧化流體。1.4.5.2 流程說明密封系統(tǒng)是將外部來的溫度較低的工藝介質(zhì)直接注入密封腔，對(duì)密封斷端面進(jìn)行沖洗、冷卻，沖洗線上設(shè)有切斷閥門和單向閥。其作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面: 一是帶走密封腔室的熱量 ; 二是隔離泵送介質(zhì) ; 三是增加密封腔室壓力、降低蒸汽壓。1.4.5.3 投用前的準(zhǔn)備工作, 用干凈的風(fēng)或低壓蒸汽吹掃過濾器前的封油系統(tǒng)管線。, 拆開沖

14、洗管線與泵體相連的接頭，封好泵體接管管嘴，防止雜物進(jìn)入。用干凈的風(fēng)或低壓蒸氣將過濾器后的管段吹掃干凈，然后立即回裝。, 冷卻器冷卻水管線沖洗干凈。沖洗線管路、過濾器、單向閥、流量計(jì)安裝正確。, , 檢查完畢后，用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松旋轉(zhuǎn)。投用外部沖洗液后方可啟泵。, 1.4.5.4 操作步驟, 投用外部密封沖洗液，通過視鏡確信處于流動(dòng)狀態(tài)。灌泵，即可啟泵。 , , 經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)考驗(yàn)后即可轉(zhuǎn)入操作條件下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，密封即正常投用。 1.4.5.5 停車密封沖洗的停運(yùn)應(yīng)在停泵之后，待密封腔完全冷卻后方可關(guān)閉外供沖洗液閘閥。如果泵正常備用應(yīng)保持沖洗液一定的流量。1.4.5.6 注意事項(xiàng), 啟泵前，

15、先投用密封系統(tǒng)。, 正常操作時(shí)，定期檢查外部密封沖洗液的流動(dòng)狀況及溫度。1.4.6 方案 52 機(jī)械密封試運(yùn)行操作法1.4.6.1 原理簡(jiǎn)述plan52 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)由具有緩沖液的串聯(lián)密封組成，內(nèi)側(cè)密封為主密封，外側(cè)密封作為備用安全密封，當(dāng)主密封失效后，備用安全密封接替主密封工作并觸發(fā)壓力報(bào)警信號(hào)，緩沖液包含在密封罐中，密封罐為無壓串聯(lián)密封的外側(cè)密封提供緩沖液，根據(jù) api682 標(biāo)準(zhǔn)，密封罐的容積最小為20 升，當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)，循環(huán)液通過固定在軸套 ( 集裝式密封 ) 或軸(非集裝式密封 ) 上的內(nèi)部泵送環(huán)強(qiáng)制循環(huán)來維持，密封罐與排氣系統(tǒng) (通常為火炬 ) 相連，這樣密封罐就可以連續(xù)向排氣

16、系統(tǒng)排氣，使得緩沖罐的壓力與大氣壓力接近，并且低于密封腔壓力，內(nèi)側(cè)密封將泄漏到緩沖液中。由于緩沖罐的壓力低于密封腔壓力，不能為內(nèi)側(cè)密封提供沖洗，所以內(nèi)側(cè)主密封的沖洗通常采用plan11 方案，即由被密封介質(zhì)直接沖洗內(nèi)側(cè)密封，在plan11 中介質(zhì)從泵的出口經(jīng)過孔板通向密封腔，對(duì)密封進(jìn)行冷卻、沖洗，同時(shí)將密封腔中的氣體排出。對(duì)于清潔介質(zhì)，它是經(jīng)常使用的方案。一般情況下，機(jī)械密封按照在外周有較高壓力流體的方式布置，被密封壓力作用于補(bǔ)償環(huán)與非補(bǔ)償環(huán)的外徑。為了監(jiān)視內(nèi)側(cè)密封的運(yùn)行狀況，密封罐上裝有壓力報(bào)警指示裝置，操作人員可通過密封罐的壓力變化來判斷內(nèi)側(cè)密封的泄漏情況以及是否失效。為了帶走外側(cè)密封運(yùn)轉(zhuǎn)

17、過程中產(chǎn)生的摩擦熱，在密封罐內(nèi)還設(shè)有冷卻水盤管。另外，由于在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中總會(huì)有少量的緩沖液泄漏到大氣中，所以密封罐上還設(shè)有液位報(bào)警指示裝置，提醒操作維護(hù)人員及時(shí)補(bǔ)液。plan52 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)通常使用在下列場(chǎng)所: , 易揮發(fā)的烴類介質(zhì)。有當(dāng)?shù)匾?guī)范或條例所指的危險(xiǎn)物。, 高濃度的 h2s 。, 由于 plan52 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)的主密封通常采用由被密封介質(zhì)直接沖洗的plan11 方案，所以 plan52 不宜在臟的或者易結(jié)晶的介質(zhì)中使用。1.4.6.2 流程說明第一道主密封必須采用自沖洗方案( 一般為 plan11 或 plan13) ，其作用在前面已經(jīng)敘述。第二道安全密封采用循環(huán)緩沖液沖洗

18、，稱之plan52 ，為了阻止密封罐內(nèi)沉淀的顆粒帶入機(jī)械密封，緩沖液從密封罐離底部一定距離的位置流出，進(jìn)入安全密封的密封腔中對(duì)密封端面進(jìn)行沖洗、冷卻后，通過泵送環(huán)泵送回密封罐中，從而維持緩沖液的循環(huán)、冷卻。由于密封液是依靠重力進(jìn)入密封腔中，所以密封罐的安裝高度要嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，通常罐底部至密封壓蓋中心線的垂直距離為0.45,0.6m 。 從主密封漏出的泄漏氣通過密封罐上的放空閥去火炬系統(tǒng)，罐的底部和進(jìn)、出安全密封的管線低點(diǎn)均設(shè)有排污閥。罐的上部備有注油用的閥門。循環(huán)水從罐的底部進(jìn)入，經(jīng)過盤管對(duì)密封液冷卻后，由罐底部出來返回循環(huán)水系統(tǒng)。 1.4.6.3 投用前的準(zhǔn)備工作, 拆開沖洗管線與泵體相連的

19、接頭，封好泵體接管管嘴，防止雜物進(jìn)入。用干凈的風(fēng)將過濾器后的管段吹掃干凈，然后立即回裝。, 冷卻器冷卻水管線沖洗干凈。沖洗線等管路連接正確。, , 密封罐用油清洗干凈后排凈，并裝上合格的規(guī)定牌號(hào)的密封油至合適液位，泄壓放火炬線排氣。, 檢驗(yàn)檢查密封罐上的壓力、液位等報(bào)警指示裝置是否好用。密封罐冷卻水線、，沖洗線等密封接頭有無漏點(diǎn)。, , 所有檢查完畢后，用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松旋轉(zhuǎn)，方可啟泵。1.4.6.4 操作步驟, 沖洗液排污和低點(diǎn)排凝等閥門關(guān)閉。泄壓放火炬閥打開，壓力指示正常，以防主密封承受反壓，損壞機(jī)械密封。, , 投用密封罐壓力、液位等報(bào)警指示裝置，一旦液位報(bào)警則及時(shí)補(bǔ)充緩沖液

20、，如果壓力持續(xù)超高，則需換泵處理機(jī)械密封。, 密封罐冷卻水投用，通過視鏡確信處于流動(dòng)狀態(tài)。, 灌泵，即可啟泵，檢查密封等泄漏狀況，無問題后，密封即正常投用。1.4.6.5 注意事項(xiàng), 泵運(yùn)行后，泄壓放火炬閥不能關(guān)閉，管線要暢通。啟泵前，一定要先投用密封系統(tǒng)。, , 密封罐壓力一旦超高，及時(shí)切換泵，查找原因。1.4.7 方案 53 1.4.7.1 原理簡(jiǎn)述plan53 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)由具有隔離液的串聯(lián)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(zhì)壓力的10%) 的條件下工作，其壓力的來源以及隔離液的冷卻等方式不同，根據(jù)api682-2 標(biāo)準(zhǔn)， plan53 機(jī)械密封沖洗系統(tǒng)又

21、分為plan53a、 plan53b 和 plan53c三種。 plan53a 外接壓力源、內(nèi)置盤管冷卻、并設(shè)有壓力、液位等報(bào)警指示裝置;plan53b 的壓力由內(nèi)置充氣的皮囊提供，采用翅片管直接散熱或水冷器方式冷卻隔離液;plan53c 的壓力由增壓活塞提供，活塞下部與泄壓襯套后備密封介質(zhì)相連。有的增壓活塞與冷卻器設(shè)計(jì)為一體，有的增壓活塞與冷卻器分為兩體。一體設(shè)計(jì)的沖洗系統(tǒng)，隔離液在泵送環(huán)的作用下，進(jìn)入壓力活塞的上部，通過平衡活塞兩邊的面積不同，來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)循環(huán)隔離液的增壓，增壓后的密封液從下部循環(huán)進(jìn)入密封腔對(duì)密封端面進(jìn)行冷卻、沖洗，壓力活塞缸體外側(cè)夾套內(nèi)設(shè)盤管冷卻隔離液 ; 分體設(shè)計(jì)的沖洗系統(tǒng)，隔離液在泵送環(huán)的作用下，進(jìn)入冷卻器冷卻，然后循環(huán)進(jìn)入密封腔對(duì)密封端面進(jìn)行冷卻、沖洗，在返回密封腔的管線上接一支管到壓力活塞的上部，來實(shí)現(xiàn)對(duì)隔離液自動(dòng)增壓。對(duì)于 plan53 來說，如果采用雙端面密封方式，