泵密封辅助系统21号方案冲洗参数分析

1、泵密封帮助体系21号方案冲洗参数阐发摘要：公正的冷却冲洗参数能进步泵机器密封事情的可靠性，延伸其利用寿命。文章针对api682中的尺度冲洗安插21号方案，通过密封冲洗冷却器的盘算选择以确定公正的冲洗参数。关键词：机器密封；冲洗安插21号方案；密封冲洗冷却器；温升中图分类号：th136文献标识码：a文章编号：1006-8937202217-0096-02在当代产业装置体系中，普及而大量地利用着种种百般的流体机器。在这些机器中，转轴的密封是关键技能之一，尤其是机器密封，它是节能、走漏、防污染、保宁静的先辈轴封情势。机器密封由两部门构成的，即机器密封自己和机器密封循环体系。机器密封循环体系的服从在于

2、接纳冲洗、循环、热对流等事情方法，操纵机器密封的工况参数，即温度、压力、光滑、腐化、结晶、结垢等，以防范伤害介质正常走漏对情况的污染。本文以切合美国石油协会尺度api682的泵密封尺度冲洗安插21号方案为例先容密封帮助体系冲洗参数盘算历程。方案21是对密封提供了一种冷却冲洗，这种冲洗方案用于进步蒸汽气化的裕量、满意隶属密封元件的温度限定、淘汰焦化或聚合、进步光滑性。方案21的长处是不但提供了冷却冲洗也具有充足的压差以包管精良的冲洗流量。它的重要设置是从泵的出口通过限流孔板和冷却器然后进入密封腔的循环历程图1。密封腔中热量的泉源重要有以下几种：由于密封面摩擦和介质剪切而产生的热量，由旋转的密封元

3、件引起的紊流或湍流而产生的热量，由泵经密封腔和轴传导的热量等，同时密封腔也有部门热量散失。通过方案21的冷却冲洗要带走这部门热量，以此为原那么即可盘算方案21的冲洗流量及换热器的参数。以按api682-2022尺度配套的串联金属波浪管式机器密封为例，先容21号方案冲洗参数的盘算历程，详细工况参数见表1、表2。1密封腔产生的热量1.1密封端面摩擦产生的热量q密封布局如图2所示。d为密封端面打仗外直径，d=111.7；di为密封端面打仗内直径，di=103.2；d1为波片外径，d1=114.3；d2为波片内径，d2=97.5；db为密封有用平衡直径，db=106；psp为弹簧比压，pa，焊接金属波

4、浪管psp=0.15pa；p为密封腔压力，pa，p=0.4pa；n为转速，r/in，n=1475r/in；f为摩擦系数，f取0.07；k为压落系数，k取0.5。密封端面摩擦产生的热量q盘算历程如下所示。端面面积：a=14342密封平衡系数：b=0.691密封端面上的液体压力：p=pb=0.276pa端面总比压：ptt=pb-k+psp=0.203n/2端面均匀直径：d=107.15运行转矩：tr=pttafd/2000=1.09n密封端面摩擦产生的热量：q=0.168k1.2密封旋转部件涡流产生的热量qxz密封旋转部件涡流产生的热量qxz的根据为能量守恒原理密封旋转部件产生热量等效于同范例叶轮

5、、产生同流量下泵所用电机的轴功率。取泵流量qpup=15l/in=0.000253/s，取扬程hpup=14，那么密封旋转部件涡流产生的热量：qxz=ppupgqpuphpup/1000=0.03k1.3泵密封腔与轴的传热qhsu为质料物性系数；a为传热面积，；t1为泵介质温度，此密封t1=210；t2为要求的密封腔温度，此密封t2=95估算；为泵温度与所要求的密封腔温度的温差，k，t=t1-t2=115k。对付不锈钢材质的轴套和密封压盖，取ua=0.00025。那么密封腔吸热：qhs=uadbt=3.05k1.4散发到气氛中的热量qs密封端盖与管路丧失热情况温度取本地最高温度38。1为端盖比

6、热，kjkg-1k-1，此密封1=0.46kjkg-1k-1；为端盖总重量，kg,此密封=v=27.3kg；t为端盖与情况温度差，k,此密封t=95-38=52k；l为管路散热长度，此体系l=4；s为管路散热面积，2，s=dl=3.140.0274=0.3392；为管散热本领相对大气，k/2，=4k/2；h为情况修正系数，此体系h=1.15；为管材修正系数，此体系=0.9。那么此密封:qs=qppver+qpipe=+hs=1.6k2密封冲洗流量qing为与泵同温的注入液的相比拟重，g/3，此密封d=0.879g/3；p为与泵同的注入液的比热容，jkg-1k-1，p=1700jkg-1k-1；

7、t为密封腔的最大温升，t=10k。密封冲洗流量qing盘算历程如下：qing=60000=6.6l/in在盘算中所应用的温升是密封腔的均匀温升，而现实密封端面的温升比密封腔要高许多。以是用此公式来盘算最小冲洗量的话，那么密封面会过热而导致运转不良。因此注入流量应至少接纳2倍的宁静系数，且包管冲洗时瞄准密封面。那么此密封冲洗流量为：qing=2qing=1.3l/in3换热器相干参数3.1冲洗液落温放出的能量qdiffusintl为冷却液出口温度，tl=47；tlr为冷却液入口温度，tlr=30；tj为换热器冲洗液出口温度，tj=105；tjr为换热器冲洗液入口温度，tjr=195；为管内流体密

8、度，kg/d3，=0.879kg/d3；s为管内流体的质量流量，kg/s，s=0.19kg/s。qdiffusin盘算历程为：qdiffusin=29.1k3.2散热面积adiffusink为总传热服从，-2k-1，=+r，此中=bd-1.8，b=0.0234pr?渍，=1.1，经盘算k=480。t为传热温度差，k，此密封t=112k。散热面积adiffusin盘算历程如下：adiffusin=1000=0.542adiffusin=1+0.3adiffusin=0.723.3冷却液流量ling为冷却液密度，kg/d3，此体系ling=0.996kg/d3；ling为冷却液比热容，jkg-1k-1，此体系ling=4178jkg-1k-1；qabsrptin为冷却热汲取能量，k，取qabsrptin=qdiffusin=29.1k；tabsrptin为冷却水收支口温差，k，此体系tabsrptin=tl-tlr=17k。冷却液流量盘算历程如下：qling=60000=25l/in4结论颠末上述盘算阐发可以得出该密封在上述工况下，接纳尺度冲洗安插21号方案时，冲洗参数如下：密封冲洗流量为13l/in；换热器散热面积为0.72；换热器冷却液流量至少为25l/in；密封腔温度约莫95。参考文献：