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三种不同密封形式泵的安全性比较
2019-1-11 08:03 中国泵阀第一网 作者:佚名 点击:1516
【中国泵阀第一网 技术综合】在石油化工行业,离心泵具有性能范围广泛、流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便等诸多优点,得到了广泛的使用,占装置泵总量的70~80%。而常见离心泵有单端面密封离心泵、双端面密封离心泵及屏蔽泵等。那么,在输送危险物料时,单端面密封离心泵、双端面密封离心泵及屏蔽泵哪个安全性更好,相对哪种泵又比较经济?本文以甲醇裂解制氢装置甲醇输送泵为例,针对这3种类型的离心泵的结构特点和轴封特性进行分析和探讨。

在石油化工行业,离心泵具有性能范围广泛、流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便等诸多优点,得到了广泛的使用,占装置泵总量的70~80%。而常见离心泵有单端面密封离心泵、双端面密封离心泵及屏蔽泵等。那么,在输送危险物料时,单端面密封离心泵、双端面密封离心泵及屏蔽泵哪个安全性更好,相对哪种泵又比较经济?本文以甲醇裂解制氢装置甲醇输送泵为例,针对这3种类型的离心泵的结构特点和轴封特性进行分析和探讨。

一、案例

某石化企业甲醇裂解制氢装置,原料由甲醇输送泵P-3307A/B送到装置进料泵,该甲醇输送泵工艺技术参数如下:

表1-1:甲醇输送泵工艺技术参数

序号

设备名称

设备位号

输送介质

流量 m3/h

杨程 m

温度 ℃

1

甲醇输送泵

P-3307A/B

甲醇

30

100

40

甲醇的特性:甲醇是一种有机化合物,密度0.791 g/mL,沸点64.7℃。甲醇挥发度高、无色、易燃易爆、有毒,误饮5~10毫升能双目失明,大量饮用会导致死亡。常用危险化学品的分类及标志 (GB13690-92)将该物质划为第3.2 类中闪点易燃液体。

二、各泵的结构特点和轴封特性

1、机械密封概述

机械密封(也称端面密封)是一种用来解决旋转轴和机体之间的密封装置,它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面,在流体压力和补偿机构弹力的作用及辅助密封的配合下,保持贴合并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置,常用于机泵、压缩机等旋转式流体机械。机械密封的基本元件由动环、静环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、辅助密封(动静环密封圈、轴套密封圈)组成。其机械密封外形结构图如图2-1

图2-1:机械密封外形结构图

机械密封的工作原理如图2-2所示。它是靠弹性构件(如弹簧或波纹管,或波纹管及弹簧组合构件)和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面(端面)上产生适当的压紧力,使这两个端面紧密贴合,端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。这层液体膜具有流体动压力与静压力,起着润滑和平衡压力的作用。

机械密封一般有四个密封部位(通道),如图2-2中所示A、B、C、D。A通道是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封,它是机械密封装置中的主密封,也是决定机械密封性能和寿命的关键。B处为静环7与压盖4端面之间的密封;C处为动环3与轴(或轴套)9配合面之间的密封,因能随补偿环轴向移动并起密封作用,所以又称副密封;D处为压盖与泵壳端面之间的密封。B、D、C三处是静止密封,一般不易泄漏。

2、单端面密封离心泵的结构和轴封特性

如图2-3所示,单端面密封离心泵的轴封由一对摩擦副密封端面组成,只有一级密封,一般有自冲悉系统,无外供液冲洗冷却系统,当这一级密封泄漏时,泵体介质会直接泄漏到环境中,主要适用于一般介质场合。与其他辅助密封并用时,可用于带悬浮颗粒、高温、高压等场合。

图2-3:单端面密封

3、双端面密封离心泵的结构和轴封特性

如图2-4所示,双端面密封离心泵的轴封由两对摩擦副密封端面(动静环摩擦副1、动静环摩擦副2)组成,需外供封液系统,带有泄漏液收集和泄漏报警装置的双机封密封。一级是内机封,由泵体工艺介质提供润滑冲洗;一级是外机封,由外供液系统进行冷却、冲洗。双端面密封具有两级密封,当内机封泄漏时,会先泄漏到外级机封的冲洗冷却系统压力罐,而没有直接泄漏到环境中来,确保初步的安全。只有内外两级机封都泄漏时,泵体介质才会泄漏到环境中,适用于强腐蚀、高温的介质、气体介质、易燃易爆、易挥发、低粘度的介质,以及高真空等场合。

图2-4:双端面密封爆炸图

4、屏蔽泵的结构和轴封特性

(1)屏蔽泵的工作原理及结构

如图2-5所示,屏蔽泵是一种无密封泵,泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内,此压力容器只有静密封,并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置,故能做到完全无泄漏。

屏蔽泵属于离心泵的一种特殊形式,主要由泵体、叶轮、定子、转子、前后导轴承、轴套以及推动盘组成。电动机与泵合为一体,定子、转子表面分别用非磁性薄壁材料包封,与工艺介质隔开,转子由前后导轴承支撑,浸在输送的介质中。转子轴端装有叶轮,形成无轴封的结构,以达到无泄漏输送的目的。

图2-5:屏蔽泵

1.泵体 2.叶轮 3.前导轴承 4.定子 5.转子 6.轴 7.后导轴承 8.推动盘 9.轴承监视器

(2)屏蔽泵的轴封特点

从屏蔽泵的原理和屏蔽泵的结构(图2-5)可知:屏蔽泵没有旋转轴密封装置,即没有动密封,只有静密封,所以,静密封点完好无泄漏时,那屏蔽泵就可以达到无泄漏的要求。

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(来源:未知)

本文标签: 密封形 泵安全性 
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