机械密封冲洗方法

机械密封冲洗方法现在是1页\一共有49页\编辑于星期一几个问题◆什么叫做冲洗？向双或单密封的高压侧部位直接注入液体称“冲洗”。一般泵均应进行冲洗，尤其是轻烃泵更应如此。冲洗的目的是密封、冷却和润滑。◆冲洗的作用？密封冷却润滑现在是2页\一共有49页\编辑于星期一机封冲洗方案◆单端面密封SingleSealsPLAN01,02,11,13,14,21,23,31,32,41◆双端面密封DualSealsPLAN52,53A,53B,53C,54◆冷却密封QuenchSealsPLAN62,65◆气体密封GasSealsPLAN72,74,75,76现在是3页\一共有49页\编辑于星期一PLAN01方案描述：从泵的出口引出至密封的内部循环，操作类似PLAN11，防止PLAN11外露管的冻结和流体结晶堵塞的危险。采用原因：密封腔冷却；密封腔的排气。应用场合：清洁常温流体，且被输送流体非常粘稠或容易固化的情况下；多用于单端面密封，很少用于双端面密封。维护：冲洗不能直接冲洗密封面；必须保证充足的循环量；机封冷却不能过度。现在是4页\一共有49页\编辑于星期一PLAN01现在是5页\一共有49页\编辑于星期一PLAN02方案描述：无冲洗液循环的封闭密封腔。应用场合：常温运转下的大孔、开口密封腔；高温运转下的冷却套密封腔；清洁流体；干式密封的直立、顶入式混和器、搅拌器；预防性维护：流程必须有足够的沸点临界空间，避免汽化；在热运转条件下，密封腔套内可能需要一直有冷却液体；卧式设备必能自己排气。经常和冷却方案PLAN62联合使用。现在是6页\一共有49页\编辑于星期一PLAN02补充说明：一般用于化工行业中密封腔压力和温度较低的情况下。通常，这种方案采用锥形密封腔改善流体流动形式。输送介质比较清洁，防止由于漩涡作用对密封法兰盘、密封腔或密封部件产生侵蚀。同时考虑被密封介质的闪蒸敏感性以避免在密封腔中或密封端面产生闪蒸。这种方案也可用于温度较低的、清洁的、比热较高的流体（例如水），且泵的转速一般不高。采用该方案要仔细计算输送介质汽化的温度裕量。现在是7页\一共有49页\编辑于星期一PLAN11方案描述：从泵出口处经过限流孔板进行机械密封冲洗，单端面机械密封冲洗方案。采用原因：密封腔的冷却，卧式密封腔的排气，增加密封腔的压力和流体汽化临界空间。应用场合：通常用于清洁非聚合流体；一般工况设备的最常用冲洗方案。预防性维护：使用孔径最小为0.125英寸的限流孔板，计算流量以确定使机封腔流量足够的限流孔板尺寸，通过合适的限流孔板和喉部衬套尺寸来确定增加沸点临界范围，管路在12点的位置冲洗机封面，典型故障为限流孔板堵塞，检查管子末端温度。现在是8页\一共有49页\编辑于星期一PLAN11现在是9页\一共有49页\编辑于星期一PLAN13方案描述：从密封腔，通过限流孔板到泵的进口的二次循环，立式泵的标准冲洗方案。采用原因：立式泵密封腔的不间断排气，密封腔除热。应用场合：立式泵，密封腔压力大于进口压力，混有中等大小的固体的常温流体，非聚合流体。预防性维护：启动立式泵之前，弯好排气口管路，使用口径最小为0.125英寸的限流孔板，计算流量，以确定使机械密封腔流量充足的限流孔板尺寸，通过合适的限流孔板和喉部衬套的尺寸来减少密封腔压力。典型故障为限流孔板堵塞，检查管子末端的温度。现在是10页\一共有49页\编辑于星期一PLAN13补充说明：只要压差足够保证循环进行，且密封压力足以防止汽化，该方案对线垂泵提供了自动排气能力。该方案也用于扬程非常高的情况，这种工况下采用11方案所需的管孔非常小或产生的冲洗流量非常大。因为对于低压头的情况，密封腔和泵吸入口压差非常小，所以，该冲洗方案不适于低压头的工况。可以通过计算所需要的冲洗流量和管孔的大小来确定采用13方案是否合适。现在是11页\一共有49页\编辑于星期一PLAN14方案描述：从泵的出口冲洗机封，再循环到带限流孔板的泵进口，方案11和13的结合。采用原因：立式泵机封腔的连续排气，密封腔除热，增加密封腔的压力和流体汽化的临界空间。应用场合：立式泵，常温、清洁非聚合流体。预防性维护：使用口径最小为0.125英寸的限流孔板，计算流量，以确定使机械密封腔流量充足的限流孔板尺寸，通过合适的限流孔板和喉部衬套尺寸来确定增加临界范围。典型故障为限流孔板堵塞，检查管子末端的温度。现在是12页\一共有49页\编辑于星期一PLAN14现在是13页\一共有49页\编辑于星期一PLAN21方案描述：从泵出口经限流孔板和冷却器冲洗机封，方案11加冷却器，增加了除热能力。采用原因：机封冷却，降低流体温度，减少焦化。应用场合：高温，低于350°F（177°C）高于180°F（80°C）热水清洁、非聚合物。预防性维护：机封冷却器或管路必须在最高位有气孔，启动前打开。使用682机封冷却器时，串流管路使热传递最大化。使用口径最小为0.125英寸的限流孔板，计算流量，以确定使机械密封腔流量充足的限流孔板尺寸，通过合适的限流孔板和喉部衬套尺寸来确定临界范围，经常观察冷却器进、出口温度，查看有无堵塞或污垢沉积迹象。现在是14页\一共有49页\编辑于星期一PLAN21补充说明：提高汽化裕量，满足附属密封原件的温度限制，提高热水润滑性。优点是不仅提供了冷却冲洗也具有足够的压差以保证良好的冲洗流量。缺点是冷却器的负担重，冷却水侧易结垢和阻塞；当过程流体侧粘度变得很大时，易堵塞。21方案在干燥气候的情况下，可以采用空气翅片冷却器代替水冷却器。因为23方案中用于冲洗的被输送介质必须从入口重新被输送到出口，所以方案21比方案23更有前景。现在是15页\一共有49页\编辑于星期一PLAN23方案描述：经密封腔内的输液环，通过冷却器回到密封腔冲洗机封的循环过程，热水条件下的标准冲洗方案。采用原因：仅通过冷却小部分液体，冷却器低负荷下的机封高效冷却，增加流体的汽化临界范围，改善水的润滑力。应用场合：高温条件下，热碳氢化合物，高于180°F（80°C）锅炉给水和热水，清洁、非聚合流体。预防性维护：机封冷却器或管路必须在最高位有气孔，启动前打开。使用682机封冷却器时，层流管路使扬程损失最小。密封腔要求喉部衬套间隙很小，以隔离流体，经常观察冷却器进、出口温度，查看有无堵塞或污垢沉积迹象。含铁的流体应先流经除铁器，然后再进入冷却器。现在是16页\一共有49页\编辑于星期一PLAN23补充说明：用于所有高温工况的冲洗方案。锅炉供水的标准冲洗方案。（80℃时水的润滑性非常差，导致密封磨损。）密封配备了一个内部循环设备以使密封腔中的流体通过一个冷却器再返回到密封腔中。这样，冷却器仅冷却密封操作的流体且这些冷却的流体不进入输送过程。因此具有较高的能量效率。对于易凝结和高粘度的流体应当考虑采用方案23。现在是17页\一共有49页\编辑于星期一PLAN31方案描述：从泵出口经过旋液分离器，清洁液体冲洗机封，分离的固体被送入泵进口。采用原因：机封腔除热，从冲洗和密封腔中除去固体。应用场合：带砂或管道渣子脏的或被污染的流体或水，非聚合流体。预防性维护：旋液分离器处理的最好比重是流体2倍的固体，密封腔的压力必须接近或等于进口压力，以保证流量适中。管不应该包括限流孔板，典型故障为旋流器或管路堵塞，检查管子末端温度。现在是18页\一共有49页\编辑于星期一PLAN31补充说明：典型用于水除沙和输送泥浆的场合。输送介质非常脏也不推荐使用。现在是19页\一共有49页\编辑于星期一PLAN32方案描述：用外部清洁源头冲洗机封，应慎重选择冲洗液来源，消除注入液体蒸发，或被泵送液体污染。采用原因：密封腔除热，从密封腔内除去工艺流体或固体，增加密封腔压力和流体汽化临界范围。应用场合：脏的或被污染的流体、纸浆，高温条件，聚合物或氧化流体。维护：使用大小确定的喉部衬套来保持压力或维护流体速度，限制脏的工艺流体，控制喷射流量，增加流体汽化临界范围，控制喷射压力，喷射流体必须和工艺流体相容，经常观察控制系统，检查阀门是否关闭和堵塞迹象。现在是20页\一共有49页\编辑于星期一PLAN32补充说明：非正常工况下（如启动和关闭）外部冲洗液也是连续可靠的。总是采用狭口衬圈用作节流设备以在密封腔中维持适当的压力或作为阻封机构，并把输送介质与密封腔相隔离开。使用该方案时也要考虑其对产品浓度的影响。现在是21页\一共有49页\编辑于星期一PLAN41方案描述：从泵出口经旋流器把清洁液体输送冷却器冲洗机封，固体送入泵进口，方案21和31的组合。采用原因：密封冷却，冲洗和密封腔的固体移除。应用场合：高温条件，低于355°F（177°C）锅炉给水和热水，带砂或管道渣子的脏的或被污染的流体和水，非聚合流体。维护：机封冷却器或管路必须在最高位有气孔，启动前打开。使用682机封冷却器时，串流管路使热传递最大化。旋流器处理的最好比重是流体2倍的固体，密封腔的压力必须接近或等于进口压力，以保证流量适中。典型故障为旋流器或管路堵塞，检查管子末端温度现在是22页\一共有49页\编辑于星期一PLAN41补充说明：当密封采用这种冲洗方案时，应采用冷却液冲洗密封。这种冷却冲洗可以提高被输送流体蒸汽压的温度裕量、或满足附属密封元件的温度限制要求、或减少焦化或聚合、或提高润滑性。典型应用是用水除沙或输送泥浆。现在是23页\一共有49页\编辑于星期一PLAN52方案描述：外部储液罐为配置外侧密封提供缓冲液，正常操作时，由内部输液环保持循环，储液罐连续排放蒸汽至蒸汽回收系统，并保持比密封腔压力小。采用原因：外置机械密封是主机封，没有或很少的工艺排放物，不允许工艺过程污染。应用场合：应用于双端面非承压密封（串联），高蒸汽压流体，轻质烃，危险/有毒流体，传热流体。维护：管网对接近大气压力的蒸汽回收/火花系统必须自带开孔，工艺蒸汽压力通常比储液罐压力大缓冲器流体必须和工艺泄漏流体相容，增加的气孔压力会指示主机封泄漏，储液罐液位表会显示外置机封泄漏。现在是24页\一共有49页\编辑于星期一PLAN52细化：Plan52机械密封冲洗系统由具有缓冲液的串联密封组成，内侧密封为主密封，外侧密封作为备用密封，当主密封失效后，备用安全密封接替主密封工作并触发压力报警信号，密封罐为无压串联密封的外侧密封提供缓冲液。当正常运行时，循环液由固定在轴套或轴上的内部泵送环强制循环来提供循环动力。密封罐与排气系统相连，使得缓冲罐的压力与大气压力接近并且低于密封腔压现在是25页\一共有49页\编辑于星期一力，被输送介质将泄漏到缓冲液中。由于缓冲罐的压力低于密封腔压力，不能为内侧密封提供冲洗，所以内侧主密封的冲洗通常采用11方案，即由被密封介质直接冲洗内侧密封，在11方案中介质从泵的出口经过孔板通向密封腔，对密封进行冷却、冲洗，同时将密封腔中的气体排出。对于清洁介质，它是经常使用的方案。为了监视内侧密封的运行状况，密封罐上装有压力报警指示装置，操作人员可通过密封罐的压力变化来判断内侧密封的泄漏情况以及是否失效。为了带走外侧密封运转过程中产生的摩擦热，在密封罐内还设有冷却水盘管。另外，由于在运转过程中总会有少量的缓冲液泄漏到大气中，所以密封罐上还设有液位报警指示装置，提醒操作维护人员及时补液。PLAN52现在是26页\一共有49页\编辑于星期一PLAN53A方案描述：外设加压隔离液储罐提供清洁液体给密封腔，循环由内部输液环完成。隔离液储罐的压力大于被密封工艺液体压力。采用原因：隔离工艺流体，零工艺流体排放。应用场合：应用于双端面承压密封（双重），高蒸汽压流体，轻质烃，危险/有毒流体，传热流体，脏、腐蚀和聚合流体。维护：对储液罐加压，最大气体压力允许150-200PSI（10-14bar）,阻隔流体必须和工艺流体相容，储液罐液位表显示内侧和外侧密封的泄漏。现在是27页\一共有49页\编辑于星期一PLAN53A现在是28页\一共有49页\编辑于星期一PLAN53B方案描述：由外部管道系统为加压双端面密封装置的外侧密封提供液体，预先加了压的气囊蓄压器提供压力给循环系统，流动由内部输液环来保持，循环系统中的热量由空气冷却或水冷却热交换器除去。采用原因：分离工艺流体，零流程排放，比53A方案压力高。应用场合：应用于双端面承压密封（双重），高蒸汽压流体，轻质烃，危险/有毒流体，传热流体，脏、腐蚀和聚合流体。维护：启动前管网必须全部开孔，一直对储蓄器加压，通常用充气的方法，阻隔流体必须和工艺流体相容，经常监控挡板压力，当压力降低时，手动增加阻隔流体。现在是29页\一共有49页\编辑于星期一PLAN53B现在是30页\一共有49页\编辑于星期一PLAN53C方案描述：由外部管道系统为加压双断面密封装置的外侧密封提供隔离液，从密封腔到活塞蓄压器的参比管线提供压力给循环系统，流动由内部输液环来保持，循环系统中的热量由空气空气冷却或水冷却热交换器除去。采用原因：分离工艺流体，零流程排放，比53A方案压力高。系统压力动态跟踪。应用场合：应用于双端面承压密封（双重），高蒸汽压体。维护：启动前管网必须全部开孔，没有堵漏的流程污染必须在参考线以下，阻隔流体必须和工艺流体相容，储蓄器液位表会显示内侧和外侧密封的泄漏。现在是31页\一共有49页\编辑于星期一PLAN53C现在是32页\一共有49页\编辑于星期一PLAN53A、B、C比较介绍Plan53机械密封冲洗系统由具有隔离液的串联密封或双端面密封组成，密封罐在有一定压力（一般高于被密封介质压力的10%）的条件下工作，其压力的来源以及隔离液的冷却方式不同。Plan53机械密封冲洗系统有Plan53A、Plan53B和Plan53C三种。Plan53A外接压力源、内置冷却盘管、并设有压力、液位等报警指示装置；Plan53B的压力由内置充气的气囊提供，采用翅片管直接散热或水冷器管冷却隔离液；Plan53C的压力由增压泵提供，增压泵与冷却器设计为一体，也可与冷却器分体。对于Plan53来说，如果采用双端面密封方式，即面对面的方式，两个密封面的冲洗、冷却均由隔离液来提供。如果采用串联密封的方式，内侧密封必须能承受反压，且需要采用自冲洗方案（一般为plan11或plan13）。现在是33页\一共有49页\编辑于星期一PLAN54方案描述：外设加压隔离液储罐或系统提供清洁的液体给密封腔，循环用外部泵或压力系统来完成，储液罐压力大于被密封的工艺介质压力。采用原因：分离工艺流体，零流程排放，密封不能促进循环。应用场合：应用于双端面承压密封（双封），高蒸汽压流体，轻质烃，危险/有毒流体，传热流体，脏/腐蚀性或聚合体。维护：启动前管网必须全部开孔，循环系统必须一直受压，阻隔流体必须和工艺流体相容，循环系统液位显示仪能显示内侧和外侧密封的泄漏。现在是34页\一共有49页\编辑于星期一PLAN54补充说明：如果阻封液压力低于被密封介质的压力，内部密封失效就会污染整个阻封液系统并引起其他的密封失效。如果采用PLAN54方案，就要考虑阻封液来源的可靠性。现在是35页\一共有49页\编辑于星期一PLAN62方案描述：由外部提供急冷液，在密封的接触大气端进行外部冷却，冷却流体主要为蒸汽、氮和水。采用原因：防止固体在机封的大气端集结，配合小间隙节流衬套使用。防止结冰。应用场合：用于单端面机封，排除氧气的存在，防止焦化，冲走动态密封元件附近不想要的物质（如腐蚀性或含盐的工况）。维护：冷却进口应在压盖顶端，出口或排水口应在底端，冷却压力应限制在3psi(0.2bar)，或再低一点，在机封的大气端，用节流垫引导冷却流体流向密封排水口，经常监控、查看阀门是否关闭，管路是否堵塞，以及汽水分离口的状况。现在是36页\一共有49页\编辑于星期一PLAN62现在是37页\一共有49页\编辑于星期一方案描述：外部排液管道布置是，用浮子液位开关测量密封泄漏量，对高泄漏量进行报警，液位开关下游的孔板，其孔径通常为5mm，设置在立管腿上。机封在大气端，带泄漏检查的外部排水。采用原因：单独使用或与62方案一起使用，用于间隙很小的节流衬套，用于外部场所的单端面机封。应用场合：流程泄漏或冷却流体的泄漏收集，主机封的安全指示仪。维护：排水口必须在压盖底部，管路是向下倾斜的。持续向液体回收系统排水，在液位开关下游的限流孔板必须是垂直方向，从溢流腔出来旁通管，必须再进入限流孔板下面。经常检查、查看阀门是否关闭，管路是否阻塞，液位开关是否正常工作。PLAN65现在是38页\一共有49页\编辑于星期一PLAN65现在是39页\一共有49页\编辑于星期一方案描述：未加压缓冲气体控制系统；安全密封通常采用氮气作为缓冲气体。采用原因：零至极低的工艺介质排放；主密封的安全后备。应用场合：与双封布置未加压安全密封（串联）一起使用，高饱和蒸汽压液体，轻烃；危险或有毒液体；清洁的、非聚合、非氧化液体；与75方案和/或76方案结合使用。PLAN72预防性维护：必须始终为密封件提供清洁、可靠的低压气体；不建议采用罐装气体供应，除非将其作为紧急后备系统的一部分；通过排气管道中的压力指示主密封泄漏。排气或排液口通常与低压气体回收/火炬系统相连接。现在是40页\一共有49页\编辑于星期一PLAN72现在是41页\一共有49页\编辑于星期一PLAN72补充说明：阻封气用于把内部密封的泄漏从外部密封中带入到收集系统中或冲淡泄漏浓度，以便减小外部密封的泄漏浓度。压力指示器设定压力至少高于大气压力0.05MPa（0.5bar）（7psi）。现在是42页\一共有49页\编辑于星期一PLAN74方案描述：加压隔离气体控制系统；干气密封通常采用氮气作为隔离气。采用原因：隔离工艺流体；工艺流体零排放。应用场合：与加压双干气密封一起使用；高饱和蒸汽压液体，轻烃；危险或有毒液体；工况通常不能采用隔离液，清洁的非聚合液体；合适温度液体。预防性维护：必须始终为密封提供清洁、可靠的加压气体；隔离气压力通常比密封腔压力至少高25psi（1.75bar）；流量计指示内侧和外侧密封泄漏；不建议采用罐装气体供应，除非作为紧急后备系统的一部分。现在是43页\一共有49页\编辑于星期一PLAN74补充说明：可靠性要求非常高的场合，以防止固体颗粒或其他会导致密封面提前失效的物质进入密封端面。方案74结构如下：截止阀或止回阀→2到3um的过滤器→压力调节器（至