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双端面机械密封在高危险转动设备稳定性研究
添加:2022-10-13 17:22:16    游览:1231    来源:网络

  摘要:机械密封在动设备中是关键的部分,它直接关系到公司的生产、安全以及环保等各个方面,随着安全、环保形势日益严峻,提出对高危泵进行双端面机械密封升级改造,提高设备的稳定性和安全性。

  关键词:双端面机械密封;高危转动设备;应用

  高危泵指介质温度超过 200 ℃的机泵和易挥发介质的机泵,运转过程中主要依靠机械密封,防止介质泄漏。在易燃易爆环境下,机械密封对机泵运行的安全性能起着关键性作用。为了使高危泵安全运行,提高机械密封的二次维修性能,我们研究采取双端机械密封的可拆装清洗维修结构技术改造已运用,运行稳定。

  1 双端机械密封原理

  双端面机械密封是在一套密封总成中使用两套密封摩擦副串联安装,外加密封冲洗及隔离液成套系统,公司基本采用 API 32+53B 的密封冲洗方案(如图 1 和图 2)。在机泵內端接触泵腔介质的密封称为主密封,而与大气端接触的称为安全密封,对机泵运行起到双重保护作用。

图 1 双端机械密封总成

图 2 API32+53B 方案

  基本原理是 :密封安装后由外部提供主密封冲洗液(减二线油),对密封进行冲洗,冲洗液的压力约高于密封腔介质压力,一般是高 0.2 MPa,使主密封保持清洁,防止泵腔介质中的颗粒杂质进入密封面造成损坏。串联密封之间由隔离液系统进行密封防护、润滑、冷却,其主要作用是当主密封损坏时,隔离液储罐内的压力压差会使隔离液流向泵腔,从而防止泵腔介质第一时间向大气端泄漏,造成环境污染或火灾爆炸等事故,给应急操作预留足够时间,大大提升安全生产性能。

  2 高温机泵双端机械密封改造情况

  2017 年 3 月份公司进行第一单元停工大修,成功对 16 台高危泵进行升级改造。 2018 年 4 月份公司进行第二单元停工大修,继续对 16 台高危泵进行升级改造,然后陆续对一单元未完成的 5 台机泵完成改造升级。至此,一、二单元合计完成 37 台机泵的改造。(具体见表 1)。

表 1 公司改造双端机械密封设备表

  3 双端机械密封运行效果与问题

  综合一、二单元改造后运行情况,效果显著。首先从关键的安全方面出发,再没有发生介质外漏的情况,降低了事故发生的风险 ;其次是维修率,除了一单元P-112A/B 泵密封本身质量问题出现返厂维修外,截止2018 年 8 月 15 日,其余密封总成均运行正常,与单端面机械密封的维修率对比鲜明,单密封由于使用新鲜水对密封进行冷却,而由于冷却水的原因导致检修的,占了很大比例,因为水是容易结垢的,结垢后波纹密封无法弹起完成密封面的自然补偿,影响密封效果。结垢还会堵塞冷却水出口,使冷却水无法正常排出,造成密封腔温度升高而损害密封。在密封座后端由唇式水封对冷却水进行密封,丁腈橡胶唇式水封易磨损、老化,使冷却水泄漏、飞溅,不管是结垢或者是唇式水封泄漏,都必须对机泵进行拆检清理和更换备件,而双端面密封从根本上取消了密封腔的冷却水,改为隔离罐内油液利用密封总成的螺旋泵送环进行循环冷却,这样不仅降低维修率,而且杜绝了密封腔的冷却水排放,后续还降低了污水处理的费用,起到了降本增效的效果。

  一单元双端面密封升级改造完成后,在对密封总成的检查和对照图纸研究中,发现密封总成设计还存在一定问题,其波纹管密封与密封座或轴套焊接成一个整体,当波纹管密封面损坏后,必须将密封座或轴套整套换掉,造成维修成本过高。

  4 双端机械密封技术改进

  针对双端面密封不能进行二次维修和清洗的问题,进行了深入研究,将密封波纹管设计为分开可与密封座和轴套拆卸式单体,但得不到厂家的积极支持,后来得知是如果进行改造,一是会增加生产加工成本,二是会影响双端面密封的整体销售。

  面对这一热点问题,我们进行了多次技术方案研究,在使用的安全性、稳定性以及可修理性三个方面进行探讨研究,同时也坦诚相待地说明了我们也有降低设备维修成本核算要求,经过努力和坚持我们利益优先的原则,二单元双端面密封全部使用了可进行二次维修的元件,达到了双端面密封总成化整为零,每一个部件必须可以进行单独更换。将波纹管密封与密封座或轴套分开制作,用螺栓连接,保全密封座和轴套可循环使用,密封动、静环作为易损件,方便更换,而且在密封面只有轻微磨损的情况下,还可以进行研磨自修后使用,达到降低检修成本目标。一套DN45 维修成本从 2.5 万下降到 0.3 万左右,取得了显著的经济效益。

  5 结语

  通过公司对高温机泵的机械密封改造运行实践,双端机械密封对高温运行设备在得到稳定安全的运行条件下,不会增加设备运行成本,通过拆件定期清洗,进一步提高了密封的运行时间,减少设备故障机率,保障了设备在易燃易爆场所下运行的本质安全。

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