泵用机械密封基础知识

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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 21 带换热器正向自冲洗
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 21 带换热器正向自冲洗 思考 温度降得越低越好? ➢ 该方案只能少量降温,否则换热器易结水垢,介质侧也容易堵塞。
若降温效果不好,增大冷却水流量即可解决。 ➢ 错。若不增大换热面积,只增大冷却水流量,对热流体降温帮助不
断冷却 ➢ 经常与蒸汽急冷、62方案一起使

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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 11 正向旁通自冲洗
方案描述 ➢ 从泵出口经节流孔板对密封进行冲洗 ➢ 所有单端面密封的首选冲洗方案 采用原因 ➢ 密封腔散热,防止密封腔内介质气化 ➢ 卧式泵密封腔排气 ➢ 增加密封腔压力和液体气化余量
1、按端面的数量及组合分类
单端面: 一对摩擦副 (用于一般场合) 特点: 结构相对简单,成本较低,对应的系统较简单,安全性差
双端面: 两对摩擦副 (用于工况复杂的场合) 特点: 结构较复杂,成本较高,对应的系统较复杂,较安全
多端面: 两对摩擦副以上(用于高压场合) 特点: 结构复杂,成本高,对应的系统非常复杂,安全性高
或聚合的风险
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 01 正向直通自冲洗
应用场合 ➢ 清洁、温度适中的液体;相对简单的
工况 ➢ 外部环境温度易使介质浓缩或凝固的
情况
注意事项 ➢ 通常无法对密封端面进行直接冲洗,
散热能力有限 ➢ 冲洗流速基于通过内部孔板压头损失
的计算
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
一、机械密封的分类及选型
旋转式密封
静止式密封
一、机械密封的分类及选型
5、按流体在密封端面间的泄漏方向分类
内流式(内装式):泄漏方向与离心力方向相反(优先 选用的结构)
特点:摩擦副受力好,安装精度要求高,泄漏量小
外流式(外装式) :泄漏方向与离心力方向相同(常用 于强腐蚀低压)
特点:端面的工作及磨损可观察,安装方便,用于强腐蚀、易 结晶,低压等介质
进行冲洗 ➢ 热水工况的标准冲洗方案(高于
80℃的水润滑性较低,会造成密 封端面的严重磨损)
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN23 介质循环冲洗
采用原因 ➢ 低负载,高效冷却 ➢ 增加气化余量 ➢ 提高水的润滑特性
应用场合 ➢ 高温工况,热烃 ➢ 高于80℃的锅炉给水和热水 ➢ 清洁的非聚合液体
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百度文库
API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 11 正向旁通自冲洗
应用场合 ➢ 清洁液体、非聚合液体
注意事项 ➢ 直径至少为3毫米的节流孔板 ➢ 通过适当的节流孔板和喉部衬套的尺
寸来增加气化余量 ➢ 管道在12点位置将冲洗液引至密封端
面 ➢ 典型的故障模式是节流孔板堵塞 – 检
查管道末端的温度。
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 14 两向旁通自冲洗
方案描述 ➢ PLAN14←PLAN13+PLAN11 ➢ 密封冲洗通过节流孔板从泵出口 进入密封腔并再次循环至泵入口
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 14 两向旁通自冲洗
采用原因 ➢ 立式泵的持续密封腔排气 ➢ 密封腔散热 ➢ 增加密封腔压力和液体气化余量
弹簧内置密封
弹簧外置密封
一、机械密封的分类及选型
7、按结构布置分类
滑动式密封:补偿(弹性)元件在工作时有密封圈滑动的密封 特点:绝大多数弹簧密封,适用场合受密封圈材质的限制
非滑动式:补偿(弹性)元件在工作时没有密封圈滑动的密封 特点:适用于高低温(金属波纹管),强腐蚀介质(聚四氟乙 烯波纹管),轻型密封(全波橡胶)
较多 ➢ 以串流方式布置管道以加大传热
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN21 带换热器正向自冲洗
注意事项 ➢ 先开冷却水,再开车 ➢ 降温不要导致晶体析出或变高黏度 ➢ 水冷式/翅片管式:缺水场合下可
采用翅片管式,又叫风冷式 ➢ 同样条件下,比热容小的介质降温
较多 ➢ 以串流方式布置管道以加大传热
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 11 正向旁通自冲洗 思考 冲洗流量大一点,可以多降一点密封腔温度? ➢ PLAN11不能降温,只能抑制温升。冲洗流量过大,会降低泵的效
率,提高密封腔压力。
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 12 正向旁通自冲洗
方案描述 ➢ PLAN12←PLAN11+过滤器 ➢ 可清楚细小颗粒,但易堵塞造成密封
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 13 反向旁通自冲洗 注意事项 ➢ 在起动立式泵之前对管道回路进行排气 ➢ 使用直径至少3毫米的节流孔板 ➢ 计算流速来决定节流孔板的尺寸以满足 密封腔流动。 ➢ 通过适当的节流孔板和喉部衬套的尺寸 来降低密封腔压力。 ➢ 典型的故障模式是节流孔堵塞 – 检查管 道末端的温度。
大,只能降低冷流体出口温度。
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 22 带换热器和过滤器的正向自冲洗
方案描述 ➢ PLAN22←PLAN21+过滤器 ➢ 孔板和过滤器易堵塞造成密封失效 ,
一般不推荐使用
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN23 介质循环冲洗
方案描述 ➢ 从内部泵送装置经冷却器对密封
一、机械密封的分类及选型
内流式(内装)密封
外流式(外装)密封
一、机械密封的分类及选型
外流式密封
内流式密封
一、机械密封的分类及选型
6、按弹簧与介质是否接触分类
弹簧内置式:弹簧与介质接触
特点:用于清洁,低粘度的介质的场合
弹簧外置式:弹簧与介质不接触
特点:用于有腐蚀,易结晶、粘稠等介质的场合
一、机械密封的分类及选型
失效 ,一般不推荐使用
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 13 反向旁通自冲洗
方案描述 ➢ 从密封腔经节流孔板至泵入口的再循环 ➢ 立式泵的标准冲洗方案
采用原因 ➢ 立式泵的持续密封腔排气 ➢ 密封腔散热
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 13 反向旁通自冲洗 应用场合 ➢ 立式泵 ➢ 密封腔压力大于吸入压力 ➢ 适当温度液体和适度固体颗粒 ➢ 非聚合液体 ➢ 常和Plan 01、11、12、21、22(过滤 器+换热器)、31(旋液分离器)、41 (旋液分离器+换热器)一起使用
平衡型机械密封
一、机械密封的分类及选型
3、按弹簧结构和数量分类 单弹簧(大弹簧): 补偿机构中只有一个弹簧 特点:常用于含杂质,粘度较高,串量较大的地方
多弹簧(小弹簧): 补偿机构中有多个弹簧 特点:弹力均匀,要求设备串量较小,尺寸较短
片弹簧(波片弹簧):补偿机构中的弹簧为波片弹簧 特点:常用于含少量杂质和有一定粘度的介质,尺寸较短
应用场合 ➢ 立式泵密封 ➢ 适当温度下清洁的非聚合液体 ➢ 使用注意事项同PLAN11,13
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN21 带换热器正向自冲洗
方案描述 ➢ 从泵出口经节流孔板和冷却器对密封进
行冲洗 ➢ 冷却器在11方案冲洗基础上加强了散热
采用原因 ➢ 密封冷却 ➢ 降低液温以增加液体气化余量 ➢ 减少结焦
PLAN 02 封闭式密封腔
方案描述 ➢ 密闭密封腔,内部冲洗 ➢ 密封腔带冷却夹套
采用原因 ➢ 结构简单,不受外部环境影响
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 02 封闭式密封腔
应用场合 ➢ 适当温度的大腔或喉部敞开式密封腔 ➢ 清洁的液体
注意事项 ➢ 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
一、机械密封的分类及选型
多弹簧密封
单弹簧密封
一、机械密封的分类及选型 波片弹簧密封
一、机械密封的分类及选型
4、按运动方式分类
旋转式:补偿机构随轴旋转(常用于线速度≤30m/s)
特点:对中性好,弹力、传热均匀,但受离心力影响, 转速不能太高
静止式:补偿机构不随轴旋转(常用于线速度>30m/s)
特点:对中性较差,弹力、传热不太均匀,一般用于转速高的 地方
1—弹簧座 ; 2—紧定螺钉; 3—弹簧; 4– 推环; 5– 补偿环 辅助密封圈 ;
6—补偿环; 7—非补偿环; 8– 非补偿环密封圈; 9—防转销
机械密封原理
旋转部分
静止部分
端面形成液膜:
• 分开两个密封面 • 润滑密封面 • 减小摩擦—防止产生大量的热 • 防止泄漏
一、机械密封的分类及选型
盛虹炼化(连云港)有限公司
泵用机械密封基础知识
主讲人:申岩迎
2020年6月
一 二 三三 四四 五五
目录
机械密封的分类 机械密封辅助系统 密封失效的常见现象及分析 辅助系统及操作造成的密封失效 密封失效实例分析
机械密封原理
密封腔
端盖 泄漏点4 泄漏点3
泄漏点2 泄漏点1
图1-1 机械密封基本结构(旋转式)
一、机械密封的分类及选型
滑动式密封
非滑动式密封
一、机械密封的分类及选型
滑动式密封
非滑动式密封
一、机械密封的分类及选型
8、按设备运转时摩擦副端面否接触分类
接触式(机械密封):摩擦副端面微凸体接触的密封
特点:结构简单,泄漏量小
非接触式(干气密封):摩擦副端面微凸体不接触的密封 特点:功耗和发热量小,正常工作时无磨损量
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN21 带换热器正向自冲洗 应用场合 ➢ 高温工况,通常低于177℃ ➢ 高于80℃的热水 ➢ 清洁的非聚合液体
注意事项 ➢ 先开冷却水,再开车 ➢ 降温不要导致晶体析出或变高黏度 ➢ 水冷式/翅片管式:缺水场合下可
采用翅片管式,又叫风冷式 ➢ 同样条件下,比热容小的介质降温
冲洗方案的目的 ——为机械密封创造更有利的环境
为密封端面提供良好的润滑,促进形成稳定的液膜 带走密封端面产生的热量 调节密封腔压力 为密封提供清洁的工作液 阻隔外部环境对密封的影响
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二、机械密封辅助系统
冲洗方案的目的 ——提供监测和控制密封泄漏的方法
监测泄漏 将泄漏引导至适当的收集或处理系统
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二、机械密封辅助系统
基本构成
管道布置 冲洗流体 辅助设备
➢换热器 ➢储液罐 ➢旋液分离器 ➢仪表 ➢其它
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 01 正向直通自冲洗
方案描述 ➢ 从泵出口处对密封腔进行内部冲洗 ➢ 操作与11方案类似 采用原因 ➢ 密封腔散热 ➢ 卧式泵密封腔排气 ➢ 降低液体在11方案的暴露管道中冻结
一、机械密封的分类及选型
单端面密封
背靠背双端面密封
一、机械密封的分类及选型
面对面双端面密封
串联式双端面密封
一、机械密封的分类及选型
2、按载荷系数大小分类
平衡型:载荷系数K<1.0 特点 : 常用于中高压场合.
非平衡型:载荷系数K≥1.0 特点 : 常用于常压的场合.
一、机械密封的分类及选型
非平衡型机械密封
一、机械密封的分类及选型
接触式密封
非接触式密封
二、机械密封辅助系统
机械密封要能够很可靠的运行,必须根据需要构成一个完整的系统。它主 要由密封本体与辅助系统组成。主密封对工作介质起密封作用,辅助系统 为密封提供良好的工作环境并保证密封在最佳工作条件下工作,以保证设 备长周期稳定运行。
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二、机械密封辅助系统
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN23 介质循环冲洗
注意事项 ➢ 密封冷却器和管道必须在最高处
进行排气 – 起动之前排气 ➢ 以并流方式布置管道以减小压头
损失 ➢ 密封腔需要小间隙的喉部衬套以
隔绝工艺流体 ➢ 易凝结和高粘度介质慎用(可用
PLAN21或用蒸汽作为冷却介质)
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 23 介质循环冲洗 思考 23方案与21方案降温效果相比如何?如何正确选用这两种方案? ➢ 21方案的优点:提供冷却冲洗;提供足够的ΔP以达到良好的流量; 在缺水地区,采用风冷式换热器可以达到很好的换热效果 ➢ 其缺点是过高的流速易导致水侧结垢、介质侧也容易堵塞;21方案 耗能比23方案耗能多,因为用于冲洗的泵送液必须从吸入口再抽送 至排放口
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
尽可能减少管道损耗 大直径管道 倾斜管道 长弯曲半径
PLAN23系统布置示意图
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN31 带旋液分离器的正向自冲洗 方案描述 ➢ 从泵出口经旋液分离器对密封进 行冲洗 ➢ 离心分离出的固体颗粒返回泵入 口
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