液态烃泵机械密封易泄漏的原因分析.pdf

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1、石油仪器2010年第24卷第2期PETR0LEUMINSTRUMENTS·仪器设备·液态烃泵机械密封易泄漏的原因分析李吉俊唐卫兵白明粹(中国石油玉门炼油厂甘肃玉门)摘要：文章根据汽、液两相密封理论对液态烃泵机械密封膜压分布及特征进行了分析，介绍了液态烃泵机械密封易泄漏的原因，提出了该机械密封在运行、检修上应注意的一些问题。关键词：液态烃泵；机械密封；膜压分布；膜特征；泄漏原因中图法分类号：TE85文献标识码：B文章编号：1004—9134(2010)02—0025—03密封膜呈液态；而低于饱和0引言

2、蒸汽压时，介质发生汽化，／I1．＼＼卜＼J、在石油化工生产装置里，液态烃类泵的机械密封密封膜呈气相。这就说明Pl—。_⋯一il一泄漏频率要比普通介质泵高，这已被人们所熟知。本液态烃泵机械密封面上存f／1—＼文以1#液态烃泵(泵型号100×80UCWI32，配备C8B在着气、液两相状态，其中

3、＼＼、一Ⅳ一60国标改进型机械密封llJ)，在2007—09—29日机r2～r段为液相，为液体膜封刺漏，紧急启运2#泵，2#泵先前处于完好备用状密封；r1～ri段为汽相，属图1机械密封结构态，然而2样泵在启运10

4、min后机封亦发生漏泄，维修气体膜密封。因此，液态烃泵机械密封可以看成是由完成并正常运行后，1#运转泵在lO月8日再次瞬时同一密封面上的液体密封和气体密封的串联组合。刺漏的故障情况为例，分析探讨了液态烃介质特性对图1中，P1为大气压力；P2为密封压力；r1为密该密封泄漏影响极大以及造成液态烃泵如此频繁的轻封静环内径；r2为密封静环外径；ri为汽液相转换处易泄漏的原因，本文着重从机械密封的密封膜压分布半径；h为密封面间隙。理论和特性分析人手，对此作出一些说明，并指出液态1．2汽、液两相膜压、膜压系数及

5、端面比压的计算烃泵密封维护、检修过程中应注意的一些常见问题。1．2．1膜压的计算(1)不可压缩流体1液态烃泵机械密封的特性分析对普通不可压缩流体介质，密封静环r2一r1段为1．1汽、液两相密封特性全液相，其膜压分布为：机械密封对介质的密封作用主要是通过密封面间P=P1+(P2一P1)In(r／r1)／In(r2／r1)(1)隙h间形成的密封膜对介质的阻挡作用来实现的，密(2)可压缩气体封腔外侧和内侧通常分别为密封的介质和大气，对一对气体而言，静环r2一r1段之间密封膜表现为全般不可压缩流体而言，密封

6、膜为全液相；对压缩气体来气相，其膜压分布为1：说，密封膜为全气相。机械密封结构如图1所示。P：『P1+(p22一P12)In(r／r1)／In由于液态烃介质在密封工作温度下的饱和蒸汽压(r2／r1)]1／2(2)低于密封腔外侧介质工作压力P2，而高于内侧大(3)液态烃介质气压力P1，因此，在密封静环中必存在一点，其半径为液态烃介质由于物理性质的特殊，密封面静环r2ri(图1所示)，此点处的膜压应等于。液态烃介质一r1表现为既有液相又有汽相，根据上述分析，我们有以下物理性质_2j：在高于饱和蒸汽压时，

7、介质液化，可以得到其膜压分布为：第一作者简介：李吉俊，男，1974年生，工程师，1998年毕业于大庆石油学院炼化专业，现在中国石油玉门炼油厂从事催化装置设备的管理工作。邮编：735200石油仪器·26·PETR0IUMINSTRUMENI’s2010年04月液相段PL=Pi+(P2一)ln(r／ri)／In感。这一特性表明，密封工作过程中，影响因素的小小(r2／ri)(3)变化，都有可能导致密封膜存在的汽液两相状态发生汽相段Pg=[P1+(Pi一P12)ln(r／r1)／In转变，特别是膜中不稳定的

8、混相区，很容易失稳或扩(ri／r1)]1／2(4)展，使密封膜的稳定性降低。1．2．2汽液两相膜压系数及端面比压的计算2)密封膜的不良自润滑性膜压系数[3]：液态烃介质本身密度小，易气化，自润滑性差，它rr不同于柴油、润滑油等介质有良好自润滑性质，加上由=[I27c(P￡一Pi)rdr+I2(PgP1)rr]／(P2J√于其膜的多形态和不稳定性，这更容易使密封面工作一P1)A(5)过程中产生残余变形、热变形、扭曲变形等，破坏密封式(5)中，A为密封面面积，cm。膜原处于的微观润滑状态，降低密封膜工作

9、效能。端面比压：P。=P+(K—)P(6)3液态烃泵机械密封易泄漏的原因式(6)中，P为弹簧比压，MPa；K为载荷系数；P3．1工艺操作参数的影响为介质压力，MPa。1)温度参数的影响1．2．3密封膜压分布及密封膜的特性分析一般介质在一个较宽的温度范围内波动不会发生从密封膜压计算公式(1)、(2)可以看出，无论介质密封膜相态的改变，因此，机械密封的稳定运行自然不是不可压缩流体还是气体，其膜压曲线均具有连续性，会受到过多的影响；而液态烃介质不一样，小小的温度且具有对数曲