串联式干气密封在芳烃泵上的应用.pdf

第36卷 第 5期 化 工 机 械 511 串联式干气密封在芳烃泵上的应用 朱喜军 丁 毅 梁海胜 (兰州石化公司石油化工厂) 摘 要 针对芳烃泵机械密封在运转过程 中出现的问题 ，采用 串联式干气密封对该泵密封进行 了成功 的改造。介绍了串联式干气密封的主要特点、结构参数优化设计及控制系统。 关键词 串联式干气密封 芳烃泵 改造 中图分类号 TQ051．21 文献标识码 B 文章编号 0254-6094(2009)05-O511-03 芳烃泵是兰州石化厂芳烃联合车间的关键设 冲洗水入口氮气人 口 备，该泵采用单端面接触式机械密封，机械密封运 行过程 中出现磨损严重、寿命短、突然喷漏等问 题。其介质 C、c 芳烃属于剧毒的危险介质，一 旦大量泄漏到环境中，将带来极大的安全隐患。 因此，笔者对单端面接触式机械密封进行改造 ，采 用串联式干气密封保证了该泵的长周期正常运 转。 1 芳烃泵参数 形式 双支撑离心泵 介质 c、C，芳烃 吸人压力 0．84MPa 排出压力 2．08MPa 转速 2950r／min 温度 65℃ 2 密封改造 图1 芳烃泵用 串联式干气密封 2．1 串联式干气密封的结构特点 当主密封泄漏的工艺介质进入一、二级密封 通过对芳烃泵原密封及工艺分析，在不改变 之间的密封腔 ，经过气液分离器，一部分挥发的工 原设备结构的情况下，采用串联式干气密封结构 艺介质随密封气氮气排人火炬 (或废气回收系 (图1)。作为主密封的机械密封介质为C、C，芳 统)，未挥发液相介质可通过液位显示器观察其 烃，作为次密封的干气密封介质主要为氮气及少 液位高低，达到一定高度后排人排污容器，从而保 量从机械密封泄漏的介质。设备运行时，干气密 证工艺介质几乎不 向大气泄漏。主密封失效后， 封与主密封间通入氮气，压力为 0．3MPa，由此提 干气密封短时间内起到主密封作用，防止工艺介 高了主密封的背压 ，减小主密封端面介质液膜汽 质向大气大量泄漏。 化程度，从而延长了主密封的使用寿命。 该密封使用寿命取决于机械密封的使用寿 朱喜军，男 ，1976年 11月生 ，助理工程师。甘肃省兰州市 ，730060。 512 化 工 机 械 2009年 命 。 2．2 串联式干气密封参数优化设计 2．2．1 机械密封结构参数设计 密封面内径 Di71ram 密封面外径 D。 97mm 载荷系数K 0．635 弹簧比压P 0．049MPa 端面比压P 0．076MPa 2．2．2 干气密封端面参数优化设计 理论研究表明，螺旋槽产生的流体动压效应 最强，产生的气膜刚度最大。为此，采用螺旋槽干 气密封结构。利用有限元计算程序，对千气密封 端面螺旋槽结构参数进行优化。优化时，以干气 图2 串联式干气密封控制系统 密封具有最佳的气膜刚度为优化 目标，同时将干 封提供稳定、干燥、清洁的密封气。当主密封泄漏 气密封的最大刚漏比作为优化的参考 目标。干气 或氮气压力过低，单向阀起到防止工艺介质反串 密封最大刚漏比的物理意义是在密封具有较大气 入氮气管网的作用。进入密封腔的氮气与主密封 膜刚度的情况下气体泄漏量较小。通过干气密封 泄漏的微