高温介质泵用机械密封

 

在石油化工和炼油装置中所应用的温度较高的热油泵有塔底热油泵、热载体泵、油浆泵、渣油泵、蜡油泵、沥青泵、熔融硫黄和增塑剂泵等，均采用机械密封。在高温油泵中采用硬对硬摩擦副解决低压含固体颗粒的减压塔底热油泵机械密封，采用焊接金属波纹管机械密封解决不同压力下的热油泵密封，采用轴封箱冷却套降低温度解决热油泵密封，采用翅片冷却轴封箱保护辅助密封解决热油泵密封以及采用双端面密封和加强冲洗等措施。见表 1。

 

易汽化介质泵用机械密封

 

在石油化工及炼油厂中，有许多泵是在接近介质沸点（泡点）下工作，例如轻烃泵、液化气泵、液氨泵、热水泵等。因此，这些泵的机械密封有可能在液相、汽（气）相或汽液混相状态下工作。因为这些介质的常压沸点均低于一般泵的周围环境，所以必须注意勿使这类密封干运转或不稳定工作。为此，应在结构、辅助措施和工作条件控制方面采取有力的措施，例如加强冲洗保证轴封箱压力和温度，可使密封处于液相状态下工作或处于似液相状态下工作；采用流体动压密封可以使密封在良好的润滑状态下工作；采用加热方法可以使密封在稳定的汽相状态下工作。此外还可以采用串级式机械密封。见表 2。

表1   解决措施举例

表2   解决措施举例

含固体颗粒介质泵用机械密封

 

在炼油厂及石油化工厂中，含固体颗粒介质的泵采用机械密封。介质含固体颗粒及纤维对机械密封的工作十分不利。固体颗粒进入摩擦副，会使密封面发生剧烈磨损而导致失效。同样，纤维进入密封副也将引起密封严重的泄漏。因此，必须进行专门设计来解决含固体颗粒介质或溶解成分结晶或聚合等问题。解决这类问题要考虑结构（双端面，串级密封等）、冲洗及过滤，以及材料的选择等问题。见表 3。

 

表3  解决措施举例

腐蚀性介质泵用机械密封

 

随着石油、石化生产的发展和机械密封的广泛使用，出现了化工腐蚀泵用机械密封，主要是酸泵和碱泵的机械密封。处于腐蚀性介质中工作的密封元件，不仅要注意每个零件本身的耐蚀性，还应防止组合在一起时产生的电偶腐蚀。强腐蚀条件下的密封主要依赖于材料，例如密封副材料用陶瓷、填充四氟乙烯等或浸渍四氟乙烯、碳石墨、氮化硅、耐蚀硬质合金等耐蚀材料，并且辅助密封采用耐蚀性良好的氟橡胶和聚四氟乙烯等材料。此外，从结构上可设法避免易受腐蚀的组件与腐蚀介质接触，如采用外装式波纹管结构、弹簧不与介质接触的内装式密封，危险性较大的介质用双端面密封和引入封液（阻塞流体）来保护密封装置。见表 4。

 

易凝固、易结晶介质泵用机械密封

 

在石油及化工工业生产中，常见有易凝固、易结晶的液体。此类液体一般黏度较高，而当密封介质的黏度高时，会产生一种黏性阻尼作用，使介质在密封副端面间产生黏滞，使碳石墨环（碳石墨环使用的黏度界限在 3Pa·s 以下）容易发生前后颠簸。这时，需采用金属材料作密封环（一般用硬质合金对铜合金）。当采用单端面机械密封时，考虑介质的黏性阻力，静环需使用加固型防转销；动环的传动设计最好设计成拨叉传动方式。密封结构形式宜采用静止式。此外，被密封流体中的结晶颗粒容易导致密封端面过度磨损。解决结晶问题可采用以下办法：加热密封室中介质，使之高于结晶温度，待结晶物溶解后方可开车；背冷处腔内使用溶剂来溶解，也可采用水或蒸汽。见表 5。

 

表4   解决措施举例

 

表5   解决措施举例