机械密封冲洗方案及故障维修(大全)

丹东克隆集团有限责任公司DANDONGCOLOSSUSGROUPCO,.LTD.标准冲洗布置、辅助硬件、及相关维修维护问题处理

丹东克隆技术部-唐荣刚

2/3/2023常见冲洗方案：PLAN11、13、21、23、32、52、53A、53B、54、62、72、74、75、76机械密封辅助系统方案总数

机械密封常用冲洗方案2/3/20232

一套完整的、合格的密封设计必须考虑到：1、是否为密封创造了最佳的运行环境；2、是否对装置环境保护；3、是否投入最低成本。辅助系统方案介绍2/3/20233PLAN01（InternalFlushPorting——内部冲洗通道VentPlugged——排气孔丝堵Drain——排液）方案说明：从泵的出口到密封的完整（内部）循环过程。管道和仪表流程图密封腔细部图2/3/2023PLAN02管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：无冲洗流体循环，密封腔一端封闭的情况下2/3/2023PLAN11管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：从泵的出口通过限流孔板到密封的循环过程。冲洗液进入密封腔靠近机械密封端面处冲洗端面，然后穿过密封腔回流到泵。2/3/2023PLAN13管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：从泵的密封腔通过限流孔板后回到泵入口的循环过程2/3/2023PLAN14管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：从泵的出口通过限流孔板到密封腔，并同时从密封腔通过限流孔板（如果需要）到泵入口的循环过程2/3/2023PLAN21管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：从泵的出口通过换热器然后进入密封腔的循环过程。2/3/2023PLAN23管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：从密封腔出口通过换热器回到密封腔的局部循环2/3/2023APIPlan23换热器安装2/3/2023P21(P23)系统的操作

1、换热器管程为工艺介质，壳程介质为水。2、使用时，需要先通冷却水。先打开换热器进出冷却水管线上的阀门，并检查冷却水管线是否正常流动。再打开工艺介质管线上的阀门，注入工艺介质。顺序不可以颠倒，以免产生热应力，对换热器的使用不利。3、为防止水垢的形成,要求换热器冷却水出水温度不可超过49℃

系统操作规程关于换热器使用

4、在高温原油、油浆、渣油、蜡油等工况，由于粘度较大建议使用21方案，换热器选用风冷换热器或并采用蒸汽冷却的盘管式换热冷却；低粘度介质建议采用23方案，同时使用软化水进行换热冷却。5、在21方案中，扬程低于100m时建议取消孔板，扬程大于200时必须增加孔板或流量控制阀。6、在高扬程泵中，可以通过流量控制阀降低冲洗流量，以减少换热器的负荷，同时降低密封冲洗液的温度。7、冷却水要求水质为软化水

冷却水流速：1.5-2.5m/s；（）

冷却水最高进口温：32℃

冷却水最高出口温：49℃

冷却水最大温升：17℃

系统操作规程PLAN31管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：从泵的出口通过旋液分离器把洁净液体输送到密封腔的循环过程。固体颗粒被送到泵的入口管线2/3/2023PLAN32管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：外来的冲洗液注入到密封腔内。ba2/3/2023PLAN41管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：从泵的出口通过旋液分离器把洁净液体输送到换热器然后再回到密封腔的循环。固体颗粒则被送到泵的入口管线。2/3/2023PLAN52管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：外部储液罐为配置2型密封的外侧密封提供缓冲液。正常操作时，由内部泵送环来保持缓冲液循环。储液罐通常连续排放蒸汽至蒸汽回收系统，并保持比密封腔小的压力2/3/202317PLAN53A管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：外设加压隔离液储液罐提供洁净的液体给布置方式3外部密封腔。循环由内部泵送环完成。隔离液压力大于被密封的工艺流体压力。2/3/2023APIPlan53A压力罐安装2/3/20233.3CR系列辅助系统仪器仪表标配说明储液罐仪表配置技术交流专题双金属温度计安装应注意事项：WSS系列双金属温度计在严禁扭动仪表外壳。

WSS系列双金属温度计必须按表盘方向垂直安装安装，安装及拆卸时不允许用手扳外壳。注意双金属温度计的温度范围仪表应在-30℃～80℃的环境温度内正常工作WSS系列双金属温度计经常工作的温度最好能在刻度范围的1/2～3/4处。辅助系统常见仪表安装注意事项2/3/2023浮球式液位开关的安装辅助系统常见仪表安装注意事项2/3/202322PLAN53B管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：由外部管道系统为布置方式3密封装置的外侧密封提供液体。预先加了压的囊式蓄能器提供压力给循环系统。流动由内部泵送环维持。循环系统中的热量由空气冷却或水冷却换热器除去。2/3/202323PLAN53C管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：外部管道系统给布置方式3密封外侧密封提供阻封液，密封腔由活塞蓄压器提供压力，循环是由内部泵送环来保持。循环系统产生的热量用空气冷却或水换热器除去。2/3/2023关于泵送环

在辅助系统方案中，单封21/23/31/41与双封52/53可能会引起循环不畅，其中23及52/53方案的循环是最难的，原因是这些方案完全靠泵送环来实现，压头较低。泵送环的循环效率依据压盖结构、泵送间隙、流体粘度及圆周速率等决定，因此在使用泵送环时需要复核以下信息：1）电机转速：泵送环的泵送扬程与转速的平方成正比，也就是转速降低到1/2，则扬程降低到1/4。影响很大，因此在1480rpm以下是循环很困难。使用变频电机时尤为注意；2）轴径：轴径低于50mm,线速度较低；3）管路总长超过5m时，封液不易循环；4）每个90°弯头约有0.5m的阻力损失，因此90°弯头不得过多；5）泵送介质粘度大于50厘斯时，循环阻力大。6）流道及接口形式：接口要求下进上出，垂直进、切向出；流道深度以4mm左右为宜。

25关于缓冲隔离液1、缓冲液压力

对于52方案，API682规定，需要能承受2.7bar压力（火炬气背压），因此一级密封需要耐反压设计；对于53方案，隔离液压力=密封腔压力+0.14MPa~0.17MPa2、缓冲隔离液温升API682中7.2、7.3条款中规定，缓冲隔离液密封进出口的最大温差要求如下：缓冲隔离液为乙二醇/水或接近于水粘度的介质等时为8℃；缓冲隔离液为油时为16℃；3、缓冲隔离液流量

见下图

高温泵现场解决方案缓冲隔离液随轴径的流量曲线要求PLAN54管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：外设加压隔离液储罐或系统提供洁净的液体给密封腔，循环用外部泵或压力系统来完成，阻封液压力大于被密封的工艺介质压力。2/3/2023PLAN62管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：由外源提供急冷液，所以需要急冷是为了防止固体颗粒在密封的大气侧积聚，通常；配合很小的截流衬套使用。2/3/2023PLAN72管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：从外部供应的缓冲气体用于布置方式2的密封，缓冲气可单独用来稀释密封泄漏流体或结合75、76方案，协助把泄漏流体吹扫入封闭的收集系统。缓冲气的压力低于内侧密封工艺流体的压力。2/3/2023PLAN74管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明：PLAN74为泵用面板系统，从外部供应的隔离气体用来有效地防止工艺介质泄漏到大气中。隔离气体压力高于内侧密封工艺介质压力。2/3/2023PLAN75管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明方案75的主要结构如下，外部密封限制从内部密封泄漏出的流体排到大气，并把这些泄漏流体输送到排放管道。当泄漏流体经过收集系统时，系统上安装的收集器收集通过的任何液体。收集器上的液位显示器用来显示是否需要对收集器排净。在管线出口处的孔板限制泄漏流量，从而当内部密封产生较大的泄漏量时会引起压力增加，达到报警值。2/3/2023PLAN76管道和仪表流程图密封腔细部图方案说明布置方式2的密封中外部密封腔内非冷凝性泄漏流体的排放，收集在大气温度下不能凝结成液体的气体。这种系统可以采用阻封气体也可以不采用。2/3/2023

机械密封常见问题分析及对策

第五部分汽化\闪蒸（轻烃泵）当密封面摩擦热集聚时，端面间液膜发生局部沸腾。症状

密封发音或冒气（间歇震荡）。静环被咬蚀，产生彗星状纹理过程导致窄环外部切边。硬环发生热裂。端面内部处有石墨粉尘堆积。纠正措施

改善循环状况；校核密封设计参数。疱疤（高温泵）高黏度液体端面间的剪切应力超过石墨的破坏强度。停泵时，由于温度下降液体黏度增大使泵重新启动出现问题。症状

碳石墨颗粒从端面脱出；硬环有抛光痕迹；在细小间隙中残留石墨颗粒。纠正措施

检查盘车情况；换用粘度低的循环液；延长泵启动时间；换用高硬度石墨或多空隙硬环材料。36失效现象

主要表现为罐体液位下降过快，严重时每8个小时需要注油补液1次，

二级密封滴漏严重，现场需要及时擦拭，甚至用油盆接。

综合表现为寿命到2-3个月后出现泄漏，且泄漏量会变得越来越大机封拆卸一般表现为端面出现亮斑泡疤，严重时端面外圆出现严重崩牙。见右图

疱疤37粘度要求：最低温度下隔离缓冲液不得凝结，工作温度下隔离缓冲液的粘度必须小于100mm²/s；密封工作温度下的最佳粘度是2-10mm²/s；密度要求：密封会影响密封热的导出能力，要求使用介质的密度大于0.7g/cm³隔离缓冲液的沸点必须高于大气环境温度至少28℃（以夏天最高40℃计算最低沸点为68℃）,同时隔离缓冲液的闪点必须高于应用场合温度；隔离缓冲液3年内工作环境下不得严重变质，具体不得具有可见沉淀、结晶或积碳；因为透平油中的抗氧化剂及耐磨剂容易在端面上析出，损伤端面，使用时必须考虑。矿物油热稳定性较好，但是容易在温度高于70℃时性能下降，因此要控制温度。缓冲隔离液不得污染现场工艺介质，也不得使机械密封辅助密封圈腐蚀、溶胀和损坏在高压（53A缓冲隔离液1MPa以上压力）下，使用的密封缓冲隔离液的气体溶解度要低，保证气体在高压下不会溶解到缓冲隔离液中。（53B不会存在此问题）

高温泵油品选择原则基于以上选择原则，对于高温泵密封，缓冲隔离液选用建议如下：

最佳油品按照表一首先推荐选用；满足不了表一要求时，可以按照以下原则选用。5-15#工业白油必须使用透平油时，透平油牌号(也叫汽轮机油)不得大于32#。(注意选用透平油时，封液温度不要高于70℃)。

高温泵油品选择原则高温泵油品选择原则端面变形症状

机泵启动时，密封发生泄漏且泄漏量随时间变化。将端面在平台上轻研，有变形痕迹。纠正措施

自然时效变形，重新研磨；

加工变形；

滑移直径损坏在振动和腐蚀情况下，使端面失去追随性。微震磨损和电化腐蚀。症状

滑移直径上在滑移辅助密封圈附近出现严重的麻点和腐蚀（腐蚀氧化层无法形成）。纠正措施

检查泵和电机的对中性、消除震动、轴承故障以及轴是否弯曲；

滑移直径淬硬或喷涂陶瓷。42O型圈挤出O型圈的一部分被强行通过很小的缝隙。装配或组装元件时用力过大，或密封间隙过大。症状

O型圈被切割或撕破外皮。纠正措施

检查设备精度；更换硬度较高的