机械密封特点及应用.ppt

中国石化炼化动设备培训班：炼油厂装置关键动设备之泵用机械密封特点及应用,杨立民中国石化洛阳石油化工工程公司201109,问题的提出,经过学习应解决的问题：了解机械密封工作原理及特点？了解离心泵机械密封失效基本原因？能够合理应用离心泵机械密封？(34条),目录,1机械密封技术理论1.1机械密封的作用及意义1.2机械密封的基本原理1.3机械密封副的温度和密封环变形1.4机械密封的基本型式2机械密封技术应用2.1炼油厂机械密封应用现状2.2机械密封失效的分析3机械密封选型技术规定*4结论,机械密封技术理论,1机械密封技术理论1.1机械密封的作用及意义1）影响泵效率、能耗；a.减少泵泄露，提高容积效率：离心泵叶轮口环改为机械密封，泵效率提高3.6%；b.减少摩擦损失，提高机械效率：双端面改为单端面，非平衡型改为平衡型等；c.密封辅助系统优化，可以降低功耗：自冲洗改为泵环循环，双端面改为单端面，节省封油系统能耗。2）影响泵组运行可靠性：密封是否泄漏决定泵组的运行周期；3）HSE要求：密封失效造成事故及环境污染。4）据统计石化装置机泵86%采用机械密封，并且机械密封维护占炼油厂机泵维修工作量的50%以上。,机械密封技术理论,1）典型机械密封机构：1静环2动环3传动销4弹簧5弹簧座6紧定螺钉7传动螺钉8动环o型圈9静环O型圈10防转销11压盖12推环13轴套I、II、III、IV、V、VI为泄露点,机械密封技术理论,2）机械密封是一种依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧，和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置。3）动、静环作用：是密封面紧密贴合，防止介质泄漏。要求动、静环耐磨性良好，动环可以轴向随动，自动补偿密封面损失，和静环良好贴合；静环具有浮动性，起缓冲作用。4）弹性元件作用：包括弹簧、波纹管、隔膜等，起预紧、补偿和缓冲的作用，始终保持足够的弹性克服动环的惯性、密封圈和传动件的摩擦，保证动环良好追随性和密封副贴合。要求耐腐蚀、耐疲劳。5）密封圈：动静环的密封作用，同时也起到浮动和密封作用。要求耐热、耐冷并能与介质相容。,机械密封技术理论,6）传动件（传动销、传动环、传动座、传动键、传动凸耳或牙嵌式联结器），起到将轴的转矩传给动环的作用。7）紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、座套），起到动、静环定位、紧固作用。要求轴向定位正确，保证一定弹簧压缩量，保证密封面位置正确、贴合良好。拆装方便、容易就位、可重复利用。与密封圈配合处，安装密封圈处有导向倒角和压缩量。密封腔与轴套配合处可采用硬面涂层。8）防转销：起到防止静环转动和脱出的作用。要求长度足够，防止静环在负压下脱出；定位正确，防止随动环旋转。,机械密封技术理论,9）机械密封可能泄漏途径：a密封副密封面I处：机械密封失效80-95%由于该原因。要求接触面平行，Ra=0.05-0.20m，平面度2m；流体静压密封面间隙h5m；其它：可控间隙非接触机械密封平衡比可以调节的半接触式机械密封,机械密封技术理论,2）内装式和外装式机械密封：内装式：静环安装在压盖内侧，弹簧置于介质内；外装式：静环安装在压盖外侧，弹簧置于介质外；适用压力低，强腐蚀、高粘度、易结晶介质。3）内流式和外流式机械密封：内流式：端面泄漏方向与离心力方向相反；适合高压，泄漏小；外流式：端面泄漏方向与离心力方向相同；适用400,或41bar(bar);密封端面平均相对速度23m/s；介质饱和蒸汽压34bar(A);介质含易汽化或结晶不稳定成分；非牛顿型流体（粘滞性）；轴颈110mm或23m/s采用倒装；TYPEC:倒装式。6.次级密封元件区别：TYPEA、B:弹性元件，如O型圈；TYPEC：柔性石墨；,机械密封技术应用,34）API682-2004密封布置问题：1.节流衬套区别：ARRANGEMENT1：CATEGORY1：固定碳环C2：固定无火花金属；C3：浮动碳环；A2，3：固定碳环；Containmentseal：针对A2，气体为缓冲气配置；PLAN11+72+76(75);2.密封液切线排出要求：ARRANGEMENT2、3：CATEGORY1，2必须规定；C3要求3.密封液最大温升要求：ARRANGEMENT23：含水冲洗液或柴油8；矿物油16；,机械密封技术应用,ARRANGEMENT1，2：要求密封腔压力高于介质蒸汽压力30%或蒸发温度20；最低密封腔压力高于大气压0.035MPa；4.密封液储罐规格区别：轴径60mm，12L；其它20L；,结论,4.总结：密封系统工程应用注意的问题1）工程单位应结合泵的实际运行条件，正确选择机械密封的型式和冲洗方案。最终使用单位、工程公司、泵厂和密封制造厂四家密切配合确定最终方案。2）工程设计单位在密封选择过程中，应结合泵送介质的真实操作状态，要区分密封在泵开车、停车、正常运行、变量操作以及事故状态下的不同工况，综合确定密封型式及冲洗方案。经常出现的选型问题是只考虑正常工况，忽略其它短期工况，而密封出现问题恰恰发生在短时的苛刻工况期间。,结论,3）现场很多离心泵，如芳烃诸多热泵开工初期和正常工况时操作温度变化很大，采用自冲洗方案容易使冲洗液润滑性降低甚至带气。另外，一些泵送介质本身已溶入一些气体，经过减压气体就会析出，所以目前高压液力透平主冲洗基本不采用自冲洗方案就是避免冲洗液出现多相带气问题。4）做为密封制造企业应该多深入现场，多与工程单位交流。熟悉和掌握工程知识对密封的设计、制造起到至关重要的作用；密封制造单位能够把握密封使用条件，并在密封的设计、制造和安装过程中严把质量关，树立“密封应用的全寿命”理念，从产品的设计、制造到现场的安装、投用、到售后的服务一条龙，在质量上使用户用的放心。,结论,5）有经验的密封制造企业善于总结来至于用户的工程信息，作为密封制造企业宝贵的技术资源，对密封的合理选择起到关键的指导作用。国际上知名密封企业编制了多种工程密封选型程序和标准，展示了成熟制造企业的深厚技术沉淀，这一点需要国内企业虚心学习迎头赶上。是否有成熟的企业技术标准是该企业是否具备高质量生产的基础和标志。,结论,6）做为最终使用单位，在泵组操作过程中应严格遵守技术操作规程，避免由于泵组操作不当引起的密封及其它部件过负荷工况发生。同时应做好日常泵组包括密封系统的维护，做好循检记录工作，对仪表检测元件要维护到位，保证检测指标准确、完整。一旦发现问题及时正确处理，并做好事故处理预案。,结论,7）“合理使用与及时维护”是最终用户必须认真遵循的管理法则，也是保证密封健康运行的必要条件。8）中石化行业标准规定，对于操作温度大于220时，规定要求密封制造厂进行模拟现场的高温试验。国内比较先进的企业基本上可以采用矿物油进行模拟现场的试验，最高温度达到350，并且运行100小时观察密封泄漏情况。,结论,9）热运转后对摩擦副进行二次检验非常重要。密封面平面度控制在0.9m以内，同时平行度需要进行修整。由于材料的热延展性有差别，密封环在高温下与密封环座的配合会有些许变化，所以二次检测后应对配合面平行度进行修正，能