机械密封API682标准冲洗方案.doc

机械密封API682标准冲洗方案.doc机械密封API682标准冲洗方案机械密封及其管路系统的选用:上海医药工业设计院口期:2006-9-19访问:546一、概述随着环境保护和人类健康要求的提高,对机器的泄漏要求也不断提高。由于机械密封泄漏量很小,密封可靠。因此自1885年,英国产生第一个机械密封以来,机械密封被广泛应用于化工、石化和医药装置中。目前70〜80%的工业用泵配备机械密封。API610《石油、重化学和天然气工业用离心泵》(CentrifugalPumpsforPetroleum,HeavyChemical,andGasIndustryServices)要求泵的连续运转周期至少为3年。这就要求机械密封的连续运转周期也需达到3年以上。虽然近年来机械密封技术发展很快,集装式机械密封的不断完善及新材料的不断应用,使密封寿命大大延长,泄漏量也大大减少。但要满足这一条仍相当困难。据统计,密封引起的故障占全部机器故障的40%以上。造成这一现象的原因,一是作为泵机组中的动密封,其本身所处的工作条件、所起的作用所决定。二是许多国内设计单位以及工程公司(包括用户)认为密封选用是泵厂和密封厂的事情,往往对机械密封的选用参数、类型、结构和原理以及管路系统了解不深,难以参与机械密封的选用工作,造成密封的选型不当。本文从选用的角度,介绍机械密封的选型参数、类型、结构、标准和试验,并通过选用举例作进一步的阐述。二、机械密封选型参数机械密封的选型参数如下:输送介质的物理化学性质,如腐蚀性、固体颗粒含量和大小、密度、粘度、汽化压力,介质中的气体含量,以及介质是否易结晶等。安装密封的有效空间(D与L)等。工艺参数密封腔压力P密封腔压力指密封腔内的流体压力,该参数是密封选用的主要参数。确定密封腔压力时,除需要知道泵进口和出口压力外,还需了解泵的类型和结构。对新采购的泵,最方便、可靠的办法是向泵制造厂了解密封腔的压力数据;对现场在役设备,确认密封腔压力最简单的办法是在密封腔上装设压力表。为方便密封选用,表1给出了供参考的密封腔压力值Pm。表1不同类型泵的密封腔压力值Pm(供参考)泵的类型估算公式后盖板带背叶片、耐磨环Pm=Ps+(Pd-Ps),式中,Ps攫泵进口压力,Pd攫泵出口压力,下同。后盖板带平衡孔Pm=Ps+(Pd-Ps)带背叶片和平衡孔Pm=Ps后盖板有耐磨环,无平衡孔Pm=Ps+,无后盖板和平衡孔Pm=Ps+C(Pd-Ps)注:(最大叶轮直径),(最小叶轮直径)后盖板无耐磨环,无平衡孔Pm=Ps(大部分立式泵均如此)双吸泵Pm=Ps多级泵根据平衡管、平衡盘和平衡鼓的布置来分析,密封腔压力有时等于进口压力,有时是某一中间级出口压力,有时是泵的出口压力流体温度T指密封腔内的流体温度。密封圆周速度V指密封处轴的周向速度,按下式计算。V=nnd/60式中d攫轴径,m;n攫泵轴转速,r/mino三、机械密封型式的确定推压型和非推压型密封推压型密封:指辅助密封沿轴或轴套机械推压来补偿密封面磨损的机械密封,通常就是指弹簧压紧式密封,如图1。非推压型密封:辅助密封固定在轴上的机械密封,通常为波纹管密封,如图2。图1推压型机械密封图2非推压型机械密封推压型密封和非推压型密封特点的比较见表2o表2推压型密封和非推压型密封特点的比较推压型密封非推压型密封压缩单元单弹簧或多弹簧金属波纹管或橡胶波纹管轴的辅助密封动态静态商业用尺寸范围13〜508mm18〜305mm温度范围-268°C~232°C-268°C~427°,动环能自由前移高温价格一般较低一般较高平衡型和非平衡型密封⑴载荷系数K其计算公式如下:内装式密封:外装式密封:式中d2攫密封环带的外径;dl攫密封环带的内径;db攫密封的平衡直径,见图3,4,5O端面比压Pc其计算公式如下:式中Ps攫弹簧比压;I鹑暗囱瓜凳该芋舛嗣婕淞尴迥I骄沽m与密封流体压力P的比值。对于水,l?,端面间的液膜形成开启力。载荷系数K>l,密封为非平衡型密封,如图1。一般非平衡型只能用于低压。当压力大于一定的限度,密封面间的液膜就会被挤出。在丧失液膜润滑及高负荷的作用下,密封端面会很快损坏。非平衡型密封不能平衡液体对端面的作用,端面比压随流体压力的上升而上升。载荷系数K<l,密封为平衡型密封,如图3,4o内装式密封轴上的台阶使密封端面延径向内移但不减少密封面的宽度。密封的开启力不变,但由于动环有较大的面积暴露在液体中,因此,闭合力被平衡了相当一部分。外装式密封的平衡方法除作用力方向恰好相反外,其余与内装式密封相同。在这种情况下