第三章机械密封机械密封冲洗方案API

第三章机械密封机械密封冲洗方案——API682知识点010203目录单端面机封冲洗方案双端面机封冲洗方案冷却密封冲洗方案04气体密封冲洗方案机械密封件的要求湿密封稳定的液膜良好的润滑性能封液在密封腔内不会闪蒸或气化不含污染物和固体颗粒适当的粘度机械密封件的要求干气封适合于密封的气体或蒸汽持续供应外部缓冲/隔离气体工艺流体不会受到液态和固态污染工艺流体不会因气体泄漏而受到不利影响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。为机械密封创造更有利的环境冲洗以散热降低液温改变密封腔压力清洁工艺流体控制机械密封的大气侧方法为工艺流体布置管道引入外部流体辅助设备密封冷却器旋液分离器封液罐仪表一、单端面机封冲洗方案PLAN01（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。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。一、单端面机封冲洗方案PLAN02（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；维护：工艺介质必须距离沸点有足够的余量以避免气化。高温工况密封腔夹套或需要不间断冷却。一、单端面机封冲洗方案PLAN11（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。维护：使用直径至少为0.125英寸（3毫米）的节流孔板。一、单端面机封冲洗方案PLAN13（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。维护：在起动立式泵之前对管道回路进行排气。使用直径至少为0.125英寸（3毫米）的节流孔板。一、单端面机封冲洗方案PLAN14（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。一、单端面机封冲洗方案PLAN21（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。维护：密封冷却器和管道必须在最高处进行排气—起动之前排气。一、单端面机封冲洗方案PLAN23（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。一、单端面机封冲洗方案PLAN31（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。维护：对于比重为工艺流体两倍的颗粒，旋液分离器的效果最佳；密封腔压力必须非常接近吸入压力，以保持适当的流量；管道布置中应当不包含节流孔板，不需要对密封腔排气。一、单端面机封冲洗方案PLAN32（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。维护：为了限制不干净的工艺流体，应调节注入流速；为了增加流体气化余量，应调节注入压力。一、单端面机封冲洗方案PLAN41（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。二、双端面机封冲洗方案PLAN52（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。维护：管道回路必须自行排气至接近大气压力的气体回收/火炬系统；工艺流体蒸气压力通常大于封液罐压力；缓冲液体必须与工艺泄漏液体兼容。二、双端面机封冲洗方案PLAN53A（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。维护：管道回路必须能够在封液罐最高处自排气；始终对封液罐加压，最大充气压力为150-200psi（10-14bar）；隔离液必须与工艺流体兼容。二、双端面机封冲洗方案PLAN53B（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。二、双端面机封冲洗方案PLAN53C（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。二、双端面机封冲洗方案PLAN53A、B、C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）。二、双端面机封冲洗方案PLAN54（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。三、冷却密封冲洗方案PLAN65（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。三、冷却密封冲洗方案PLAN62（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）。维护：急冷入口应当位于压盖顶部，排放口/出口应当在底部；定期监控，检查是否有阀门关闭、管道阻塞状况。四、气体密封冲洗方案PLAN72（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。维护：必须始终为密封件提供清洁、可靠的低压气体。四、气体密封冲洗方案PLAN74（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。四、气体密封冲洗方案

PLAN75（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。维护：收集槽必须位于密封排放口下方