单端面机械密封改造

单端面机械密封改造

1 基本情况

醋酸装置机泵输送介质大多为醋酸、丙酸等易燃、易爆、有毒、有害高危介质，一旦泄露，将会造成泵碳钢部分材质和周围环境及其它设施的腐蚀，甚至造成环境污染和人身伤害。特别是机泵都在泵房内，更要求达到零泄漏。单端面机械密封有5ml/h的允许泄漏量，不能保证输送的（易燃、易爆、有毒、有害）液体无泄漏，会造成设备碳钢部分的腐蚀、环境的污染，最重要的是会造成人身伤害，存在安全隐患。

2 单端面机械密封的改造

2.1改造方案

在不改变原泵壳、叶轮、轴、轴承体等部件的基础上，将单端面机械密封改造为双端面机械密封或串联式机械密封。

2.2改造前机械密封形式及冲洗方案

2..2.1密封形式

单端面机械密封（图2-1）

单端面机械密封由端面密封副（静环和动环）、弹性元件（如弹簧）、辅助密封（如O型圈）、传动件（如传动销和传动螺钉）、防转件（如防转销）和紧固件（如弹簧座、推环、压盖、紧定螺钉与轴套）构成。

为了保证具有良好的密封性能和平稳的运转，在两个密封环（动环和静环）间必须保持—液体薄膜，因此所输送的介质应满足下列条

件：

●足够的润滑特性；

●汽化温度大于工作温度；

●在密封环区域的介质不含杂质和颗粒；

图2-1 单端面机械密封结构2.2.2冲洗方案API PLAN 11（图2-2）

类型：用排出物料注满密封（带孔板）

理由：冲洗润滑

适用范围：通用

图2-2 API PLAN 11冲洗方案

2.2.3单端面机械密封的维护，主要包括对辅助系统、泄漏量和密封温度的监控。在正常循环冲洗情况下，冲洗液温度不得高于接近泵体处的温度。

缺点：单端面机械密封有5ml/h允许泄露量，不能保证输送的（易燃、易爆、有毒、有害）液体无泄漏，影响安全生产。

当泄漏量较大（≥50cm3/h）时，可断定密封件已损坏，应立即检修。如果磨损的密封环（动环或静环）不可能再次抛光，则必须换新。在每次拆装密封环时，静密封件（如O形圈）须更新。

2.3改造后密封形式及冲洗方案

2.3.1 双端面机械密封密封形式及冲洗方案

1）双端面机械密封（图2-3）

轴封由两个（一个内和一个外）背靠背布置的机械密封组成，在两密封之间的空间里必须输入密封液，密封液的压力应高于靠近密封处输送介质的压力（最小高0.1～0.3MPa，最大高0.7～1.0MPa。

图2-3 双端面机械密封结构

2）冲洗方案 API610 PLAN54 （图2-4）

类型：承压的缓冲器流体靠外部系统循环进行密封理由：隔离工艺流体

适用范围：危险性流体

图2-4 API610 PLAN54冲洗方案3）优点：

●由于增加接触压力，使得密封环接触面间有更好的密封性；

●密封环间有良好的润滑性；

●阻止输送介质外漏。

双端面机械密封在单端面机械密封基础上又增加了一道密封面，进一步加强了密封的可靠性，基本上杜绝了有害液体的泄漏，保证了安全生产。

双端面机械密封的维护主要包括对密封液的及时补充，对密封和辅助系统温度的监控。进出口管路必须保证具有一定的温差。

注意：当密封液有较大损失时可断定密封件已损坏，应立即检修。如果磨损的密封环（动环或静环）不可能再次抛光，则必须换新。在每次装拆密封时，静密封件（如O形圈）必须换新。

2.3.2串联式机械密封的密封形式及冲洗方案

1)串联式机械密封（图2-5）

由两对密封环（动环和静环）串联布置而组成的机械密封。为了保证具有良好的密封性能和平稳的运转，在两个密封环（动环和静环）间必须保持一层液体薄膜。因此所输送的介质应满足下列条件：

●足够的润滑性；

●汽化温度大于工作温度；

●在密封环区域内介质不含杂质和颗粒。

密封的辅助系统有：

●冲洗；

●冷却；

●加热；

●旋涡分离器或过滤器（在输送含杂质或颗粒的液体的情况下）。

串联式机械密封的维护主要包括对辅助系统、泄漏量和密封温度的监控。在正常循环冲洗情况下，冲洗液温度不得高于接近泵体处的温度。在冷却或加热情况下，其压力、流量和温度应按规定值执行。

注意：串联式机械密封的允许泄漏量为10cm3/h。当泄漏量较大（50≥cm3/h）时，可断定密封件已损坏，应立即检修。如果磨损的密封环（动环或静环）不可能再次抛光，则必须换新。在每次拆装密封时，静密封件（如O形圈）必须换新。

图2-5 串联式机械密封结构

2）冲洗方案 API610 PLAN52 +11 （图2-6）

类型：不承压的缓冲器流体通过储罐物质循环进行密封

理由：备用密封

适用范围：高纯度产品

图2-6 API610 PLAN52 +11冲洗方案

2.4 改造前后优缺点分析

化工流程泵输送介质氢碘酸、碘甲烷、醋酸等易燃、易爆、有毒、有害高危介质，一旦泄露，将会造成泵碳钢部分材质和周围环境其它设施的腐蚀，甚至造成环境污染和人身伤害。采用单端面机械密封，配P11冲洗方案，泵内介质自冲洗，泵体密封不能做到零泄露，存在安全隐患。

2.4.1密封方面

改造前：

单端面机械密封有5ml/h允许泄露量，不能保证输送的（易燃、易爆、有毒、有害）液体无泄漏，影响安全生产。

改造后：

双端面机械密封在单端面机械密封基础上又增加了一道密封面，进一步加强了密封的可靠性，基本上杜绝了有害液体的泄漏，保证了安全生产。

串联式机械密封由两套单端面机械密封组成，由原来一个密封腔形成两个密封腔，第二腔压力很小，这样就更加减少了泄漏几率，保证了（易燃、易爆、有毒、有害）液体的无泄漏输送。

改造后：

2.4.2冲洗方案方面

改造前：

单端面机械密封采用API610 PLAN11冲洗方案，再循环液自冲洗，只起润滑功能，无冷却作用。

改造后：

双端面机械密封采用API610 PLAN54冲洗方案，外来液冲洗，调温、调压、冷却、润滑，少量泄漏的液体随冲洗液流走，密封性能更加可靠。密封液介质为除盐水，由于双端面机械密封靠两对摩擦副的旋转密封面来密封，泵内介质的泄漏量几乎为零，即使出现意外，密封失效，由于密封液除盐水的压力高于被密封介质的压力，也不会造成泵内介质泄漏，而泄漏的除盐水并不会对环境及人员造成危害。