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关于机械密封的知识大家了解多少?

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人气:-发表时间:2018-05-18 10:34【

API标准--API是美国石油协会(American Petroleum Institute)的英文缩写。

API 标准经常被认为是“安全和可靠性”的同义词。

API 682标准——针对机械密封和密封供应系统的,一直以来被广泛应用,同时还在工业应用范围以外被引用。新版API 682标准的编写者指出,新标准从来没有考虑工业外的应用范围,并明确了API 682标准适用范围,这些标准仅适用于泵机的密封系统,而不适用于搅拌机或压缩机。而且此标准适用于石油天然气以及(石油)化工行业,而不适用于供水或者食品行业。

机械密封

API 682规范的目标在于确保密封系统能够连续运行至少三年的时间、提高运行可靠性并简化维护流程。

机械密封件的要求

一般分为两个部分:液封和气封

液封是专为密封液体而设计的机械密封件。  实际上,密封端面之间的液膜非常小 - 相当于百万分之二十英寸或半微米。该液膜有助于隔离和润滑密封端面。当考虑到密封件能够承受的压力、温度和速度时,我们就会明白这是一项令人难以置信的技术成就。只有当我们拥有优质液膜时,这才会成为可能。

如何才能成为优质液膜?

1. 液体在操作条件下必须稳定且不会崩溃

2. 液体必须是性能较好的润滑剂

3. 液体在密封腔内必须保持液态,并且不会发生闪蒸或蒸发

4. 液体应比较干净,不含污染物或固体颗粒

5. 液体应当具备中等粘度

机械密封件的冲洗方案目的

向双或单密封的高压侧部位直接注入液体称“冲洗”。一般泵均应进行冲洗,尤其是轻烃泵更应如此。

1.冲洗以散热。必须控制液封产生的热量。这可以通过用液体冲洗密封腔以带走热量并控制温度上升而实现。

2.降低液温。在某些情况下,液温过高以致影响了密封性能。在此类情况下,必须降低温度以提高液体的性能。

3.改变密封腔压力。在某些情况下,需要增加或降低密封腔压力以提高性能。这可以通过抑制蒸发或减少密封件的热负荷实现。

4.清洁工艺液体。如果工艺液体包含不适当的固体颗粒或污染物,则需要清洁密封腔内的液体。在极端的情况下,可能还需要从密封系统外部提供清洁的液体。

5.控制密封件的大气侧。由于工艺液体与大气接触,因此它们可能会变干、结晶或结焦。防止与大气相互作用,以免对密封性能产生不利影响,这一点非常重要。

机封冲洗方案分类

◆冷却密封( Quench Seals )

  PLAN 62(外冲洗或急冷防止密封面堆积固体颗粒)

  PLAN 65(带浮子液位开关测量密封泄露量)

◆气体密封(Gas Seals)

  PLAN 72(采用隔离氮气用于易挥发介质的串联式干气密封)

  PLAN 74(双端面干气密封)

  PLAN 75(用于不易挥发介质的串联式干气密封)

  PLAN 76(采用外引密封气的串联式干气密封)

◆单端面密封(Single Seals)

   PLAN 01(单端面自冲洗)

   PLAN 02(夹套冷却伴热)

   PLAN 11(自冲洗)

   PLAN 13(反向冲洗)

   PLAN 14(正+反向冲洗)

   PLAN 21(带冷却的自冲洗)

   PLAN 23(带循环套的内部冲洗)

   PLAN 31(带悬液分离器的自冲洗)

   PLAN 32(外冲洗)

   PLAN 41(带悬液分离器、换热器的自冲洗)

◆双端面密封( Dual Seals)

  PLAN 52(带无压缓冲罐的串联式密封)

  PLAN 53A(带有压密封液的双端面密封)

  PLAN 53B(强制循环密封液的双端面密封)

  PLAN 53C(带增压罐的双端面密封)

  PLAN 54(采用外引密封液的双端面密封)

各个方案详细如下

 PLAN (单端面自冲洗)

方案描述:从泵的出口引出至密封的内部循环,操作类似PLAN11,防止PLAN11外露管的冻结和流体结晶堵塞的危险。

采用原因:密封腔冷却;密封腔的排气。

应用场合:清洁常温流体,且被输送流体非常粘稠或容易固化的情况下;多用于单端面密封,很少用于双端面密封。

维护:冲洗不能直接冲洗密封面;必须保证充足的循环量;机封冷却不能过度。

 PLAN  (夹套冷却伴热)

方案描述:无冲洗液循环的封闭密封腔。

应用场合:常温运转下的大孔、开口密封腔;高温运转下的冷却套密封腔;

清洁流体;干式密封的直立、顶入式混和器、搅拌器;

PLAN (自冲洗)

方案描述:从泵出口处经过限流孔板进行机械密封冲洗,单端面机械密封冲洗方案。

采用原因:密封腔的冷却,卧式密封腔的排气,增加密封腔的压力和流体汽化临界空间。

应用场合:通常用于清洁非聚合流体;一般工况设备的最常用冲洗方案。

PLAN (反向冲洗)

方案描述:从密封腔,通过限流孔板到泵的进口的二次循环,立式泵的标准冲洗方案。

采用原因:立式泵密封腔的不间断排气,密封腔除热。

应用场合:立式泵,密封腔压力大于进口压力,混有中等大小的固体的常温流体,非聚合流体。

PLAN (正+反向冲洗)

方案描述:从泵的出口冲洗机封,再循环到带限流孔板的泵进口,方案11和13的结合。

采用原因:立式泵机封腔的连续排气,密封腔除热,增加密封腔的压力和流体汽化的临界空间。

应用场合:立式泵,常温、清洁非聚合流体。

 PLAN (带冷却的自冲洗)

方案描述:从泵出口经限流孔板和冷却器冲洗机封,方案11加冷却器,增加了除热能力。

采用原因:机封冷却,降低流体温度,减少焦化。

应用场合:高温,低于350°F(177°C)高于180°F(80°C)热水清洁、非聚合物。

 PLAN (带循环套的内部冲洗)

方案描述:经密封腔内的输液环,通过冷却器回到密封腔冲洗机封的循环过程,热水条件下的标准冲洗方案。

采用原因:仅通过冷却小部分液体,冷却器低负荷下的机封高效冷却,增加流体的汽化临界范围,改善水的润滑力。

应用场合:高温条件下,热碳氢化合物,高于180°F(80°C)锅炉给水和热水,清洁、非聚合流体。

PLAN (带悬液分离器的自冲洗)

方案描述:从泵出口经过旋液分离器,清洁液体冲洗机封,分离的固体被送入泵进口。

采用原因:机封腔除热,从冲洗和密封腔中除去固体。

应用场合:带砂或管道渣子脏的或被污染的流体或水,非聚合流体。

 PLAN (外冲洗)

方案描述:用外部清洁源头冲洗机封,应慎重选择冲洗液来源,消除注入液体蒸发,或被泵送液体污染。

采用原因:密封腔除热,从密封腔内除去工艺流体或固体,增加密封腔压力和流体汽化临界范围。

应用场合:脏的或被污染的流体、纸浆,高温条件,聚合物或氧化流体。

PLAN (带悬液分离器、换热器的自冲洗)

方案描述:从泵出口经旋流器把清洁液体输送冷却器冲洗机封,固体送入泵进口,方案21和31的组合。

采用原因:密封冷却,冲洗和密封腔的固体移除。

应用场合:高温条件,低于355°F(177°C)锅炉给水和热水,带砂或管道渣子的脏的或被污染的流体和水,非聚合流体。

 PLAN(带无压缓冲罐的串联式密封)

方案描述:外部储液罐为配置外侧密封提供缓冲液,正常操作时,由内部输液环保持循环,储液罐连续排放蒸汽至蒸汽回收系统,并保持比密封腔压力小。

采用原因:外置机械密封是主机封,没有或很少的工艺排放物,不允许工艺过程污染。

应用场合:应用于双端面非承压密封(串联),高蒸汽压流体,轻质烃,危险/有毒流体,传热流体。

 PLAN (带有压密封液的双端面密封)

方案描述:外设加压隔离液储罐提供清洁液体给密封腔,循环由内部输液环完成。隔离液储罐的压力大于被密封工艺液体压力。

采用原因:隔离工艺流体,零工艺流体排放。

应用场合:应用于双端面承压密封(双重),高蒸汽压流体,轻质烃,危险/有毒流体,传热流体,脏、腐蚀和聚合流体。

 PLAN (强制循环密封液的双端面密封)

方案描述:由外部管道系统为加压双端面密封装置的外侧密封提供液体,预先加了压的气囊蓄压器提供压力给循环系统,流动由内部输液环来保持,循环系统中的热量由空气冷却或水冷却热交换器除去。

采用原因:分离工艺流体,零流程排放,比53A方案压力高。

应用场合:应用于双端面承压密封(双重),高蒸汽压流体,轻质烃,危险/有毒流体,传热流体,脏、腐蚀和聚合流体。

PLAN(带增压罐的双端面密封)

方案描述:由外部管道系统为加压双断面密封装置的外侧密封提供隔离液,从密封腔到活塞蓄压器的参比管线提供压力给循环系统,流动由内部输液环来保持,循环系统中的热量由空气空气冷却或水冷却热交换器除去。

采用原因:分离工艺流体,零流程排放,比53A方案压力高。系统压力动态跟踪。

应用场合:应用于双端面承压密封(双重),高蒸汽压体。

PLAN比较介绍

Plan53机械密封冲洗系统由具有隔离液的串联密封或双端面密封组成,密封罐在有一定压力(一般高于被密封介质压力的10%)的条件下工作,其压力的来源以及隔离液的冷却方式不同。

Plan53机械密封冲洗系统有Plan53A、Plan53B和Plan53C三种。Plan53A外接压力源、内置冷却盘管、并设有压力、液位等报警指示装置;Plan53B的压力由内置充气的气囊提供,采用翅片管直接散热或水冷器管冷却隔离液;Plan53C的压力由增压泵提供,增压泵与冷却器设计为一体,也可与冷却器分体。

对于Plan53来说,如果采用双端面密封方式,即面对面的方式,两个密封面的冲洗、冷却均由隔离液来提供。如果采用串联密封的方式,内侧密封必须能承受反压,且需要采用自冲洗方案(一般为plan11或plan13)。

PLAN 54(采用外引密封液的双端面密封)

方案描述:外设加压隔离液储罐或系统提供清洁的液体给密封腔,循环用外部泵或压力系统来完成,储液罐压力大于被密封的工艺介质压力。

采用原因:分离工艺流体,零流程排放,密封不能促进循环。

应用场合:应用于双端面承压密封(双封),高蒸汽压流体,轻质烃,危险/有毒流体,传热流体,脏/腐蚀性或聚合体。

PLAN 62(外冲洗或急冷防止密封面堆积固体颗粒)

方案描述:由外部提供急冷液,在密封的接触大气端进行外部冷却,冷却流体主要为蒸汽、氮和水。

采用原因:防止固体在机封的大气端集结,配合小间隙节流衬套使用。防止结冰。

应用场合:用于单端面机封,排除氧气的存在,防止焦化,冲走动态密封元件附近不想要的物质(如腐蚀性或含盐的工况)。

 PLAN 65(带浮子液位开关测量密封泄露量)

方案描述:外部排液管道布置是,用浮子液位开关测量密封泄漏量,对高泄漏量进行报警,液位开关下游的孔板,其孔径通常为5mm,设置在立管腿上。机封在大气端,带泄漏检查的外部排水。

采用原因:单独使用或与62方案一起使用,用于间隙很小的节流衬套,用于外部场所的单端面机封。

应用场合:流程泄漏或冷却流体的泄漏收集,主机封的安全指示仪。

PLAN 72(采用隔离氮气用于易挥发介质的串联式干气密封)

方案描述:未加压缓冲气体控制系统;安全密封通常采用氮气作为缓冲气体。

采用原因:零至极低的工艺介质排放;主密封的安全后备。

应用场合:与双封布置未加压安全密封(串联)一起使用,高饱和蒸汽压液体,轻烃;危险或有毒液体;清洁的、非聚合、非氧化液体;与75方案和/或76方案结合使用。

PLAN 74(双端面干气密封)

方案描述:加压隔离气体控制系统;干气密封通常采用氮气作为隔离气。

采用原因:隔离工艺流体;工艺流体零排放。

应用场合:与加压双干气密封一起使用;高饱和蒸汽压液体,轻烃;危险或有毒液体;工况通常不能采用隔离液,清洁的非聚合液体;合适温度液体。

 PLAN 75(用于不易挥发介质的串联式干气密封)

方案描述:从安全密封腔体排出至液体收集系统和气体回收系统。

采用原因:零至极低加工排放的泄漏收集;主密封的安全性指示。

应用场合:应用于安全密封时可以单独使用或与72方案一起使用;流体在室温下冷凝;低饱和蒸汽压流体,轻烃;危险或有毒液体;清洁的、非聚合、非氧化液体。

 PLAN 76(采用外引密封气的串联式干气密封)

方案描述:从安全密封腔至气体回收系统的排气。

采用原因:零至极低工艺介质排放的泄漏收集;主密封件的安全性指示。

应用场合:应用于安全密封时可以单独使用或与72方案一起使用;流体在室温下不冷凝;高饱和蒸汽压液体,轻烃;危险或有毒液体;清洁的、非聚合、非氧化液体。

此文关键字:机械密封

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