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通过改进机械密封提高机泵运行的可靠性

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：杨健

[导读] 摘要：机械密封在泵类产品中的应用非常广泛，但是机械密封在使用过程中的设计精度较高，安装要求高和使用环境要求严格等特点，并且机械密封已经成为泵类产品中最容易失效的部件，为了能够有效提高机械密封的可靠性，需要采取相关措施进行处理，才能够有效提高机械密封的效果。

        中国有色（沈阳）泵业有限公司辽宁省沈阳市 110000
        摘要：机械密封在泵类产品中的应用非常广泛，但是机械密封在使用过程中的设计精度较高，安装要求高和使用环境要求严格等特点，并且机械密封已经成为泵类产品中最容易失效的部件，为了能够有效提高机械密封的可靠性，需要采取相关措施进行处理，才能够有效提高机械密封的效果。
        关键词：机械密封；机泵；可靠性
        为了能够有效提高机泵的正常运行，从多种角度对基本的密封效果进行改进，在进行改进机械密封过程中，必须要达到相关的标准，避免机械密封不到位的情况，从而引起机泵故障，因此在实际工作过程中，需要结合机泵的实际情况，选择合适的机械密封方式，才能够保证机泵的安全运行。
        1机械密封应用的现状
        机械密封是石油装置中最为常见的密封形式，但是机械密封的损坏会严重影响机泵的安全运行，因此很多学者对于机械密封的研究非常重视。通过调查分析我国石化企业中基本故障停机的原因绝大多数是由于机械密封损坏而引起的，因此如何提高机械密封的使用寿命成为了重要的研究内容。
        提高机械密封的使用寿命，需要从密封元件的材料和结构入手，技术人员需要进行大量测试，才能够取得一定的效果。另一方面，需要采用密封循环系统。密封循环系统的使用就是加入一套附属系统，可以用来改变密封件的工作环境，将苛刻的高参数工况转化为普通工况，从而延长密封件的使用寿命。该方法是一个有效的可行性的经济手段。但是目前我国针对密封循环系统的研究较少，导致该方法一直处于落后状态，并且我国机泵在设计过程中并没有考虑到循环系统的配置，并且有的炼油厂已将已经配置的循环系统进行切除，从而严重造成了密封件的损坏和浪费。
        2密封的失效原因及密封工况对密封件的影响
        2.1密封的失效原因
        通过对机械密封进行相关调查，可以发现机械密封失效的基本原因包括：材质较差、荷载系数大、密封面不平、密封面太窄、冲洗管堵塞、冷却水结污、密封面结冰、密封面结晶、黏度太大等原因。通过数据分析可以看出密封损坏的原因主要与密封的工况有关，因此使用密封循环系统可以有效调整密封的操作工况，对提高机械密封的稳定性和可靠性有着非常重要的意义。
        另外在实际操作过程中，我国部分炼油厂所使用的机械密封离心泵并没有设置冲洗系统，虽然在进行处理工艺上操作较为简单，加氢炼化要低得多，但是在实际运行过程中，却需要经常更换机械密封，由此可见，采用冲洗等循环系统的效果非常明显。
        利用密封循环系统能够实现对密封件操作工况进行有效控制，将操作系统中的高参数工况转化为普通工况，从而有效改善密封件的工作环境，延长密封件的使用时间，为提高机泵的稳定性工作提供了保障。
        2.2密封工况对于密封件的影响
        密封工况的形式会对密封件造成巨大影响，其中主要包括以下几个方面：
        （1）介质腐蚀性对于密封件的影响
        与其他介质进行比较，如果密封件中的酸碱浓度较高，则密封件的腐蚀磨损速度会不断上升，密封件在强酸或者强碱的腐蚀介质环境中，密封性的损坏程度会更加激烈。

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        （2）杂质对密封件的影响
        与清水戒指进行比较，炼油厂的密封件中的磨损速度较高，金属环磨损速度会呈现出上升趋势，润滑油中的泥沙可以用肉眼直接观察到磨损效率，导致密封件的损坏程度不断加剧。
        （3）介质温度对密封件的影响
        根据相关研究资料表明，介质温度对于密封件的腐蚀性影响较为严重，当介质温度每上升10摄氏度后，密封件的金属零件所遭受的腐蚀程度会提升一倍左右，因此改善密封件的工况对提高密封件的使用时间以及可靠性有着非常重要的意义。
        3密封循环系统的功能及类型选用原则
        3.1温度控制功能
        温度控制是密封循环系统中的重要功能，因为对于机械密封来讲，在其工作过程中需要不断排除所产生的摩擦热，另外工艺介质有时存在高温现象，还有一些介质会随着温度变化出现结晶气化等问题，因此需要采取各种不同的措施来对温度进行控制。通常情况下，温度控制的方法主要包括冲洗冷却和背冷。
        采用冲洗方法可以有效控制密封室的温度，利用冲洗也在压差作用下，可以带走密封时的热量，目的是有效降低密封室温度，防止密封面出现液化，改善润滑条件，防止介质中杂质沉积，减少气囊形成。如果冲洗方式得当，可以有效提高密封件的使用寿命。
        3.2流体替代功能
        在某些特殊情况下，例如：所输送的介质具有毒性或者爆炸性危险；强腐蚀性介质；润滑性较差的介质；高压介质；真空介质等，针对以上介质的输送的仅是依靠单端面密封无法满足需求。在这种情况下，就需要采取双端面密封或者形成串联密封的效果，引入阻塞流体来代替被密封的介质。
        3.3清除杂质功能
        在实际生产过程中，由于机泵所输送的介质不可能是完全清洁的，由于外界影响因素的存在，介质中可能会含有杂质，例如固体颗粒物、污垢等。这些杂质的存在会对密封工作造成严重困难，从而严重损坏密封件的使用寿命。因此在实际运行过程中需要采取以下措施，才能够有效降低介质中的杂质现象。
        （1）采用分离装置。当介质进入密封室之前，需要经过过滤器、旋液分离器，将固体杂质进行分离。过滤器用于杂质浓度不高的介质，否则需要对过滤器经常清洗。
        （2）采用外冲洗方法。外冲洗方法能够使固体杂质不会侵入密封界面，一般情况下，在介质含量大，温度较高时，采用外冲洗方法。
        （3）调节温度。对介质温度进行有效控制，可以有效防止出现结晶现象。
        4结束语
        综上所述，通过分析机泵的正常情况，利用机械密封循环系统可以有效改善基本的密封效果，从而有效提高机泵运行的可靠性。首先在实际工作过程中，加强对设计、制造、使用等环节的工作。按照相应的技术规范，制定合理的密封循环系统配置，结合国际标准，组织有实力的制造厂，对密封循环系统的配套设施进行生产。另外应当将原油配置的循环系统进行恢复，从而有效增强机械密封的作用。
        参考文献：
        [1]高明光，刘兴元，杨双利.改造双端面机械密封冲洗系统提高泵的运行可靠度[J].石油化工安全技术，2000：11-12.
        [2]张焕明.泵用机械密封运行可靠性分析[J].科技创新导报，2011：97-98.
        [3]吴保东，赵建平，贾小明.提高机泵运行可靠性的途径[J].化工设计通讯，2017：124.