分析石化裝置泵類機械密封的應用

董陽

（大慶石化公司化工一廠，黑龍江 大慶 163714）

石化裝置承載著大量易燃易爆和有毒化學品的反應過程和儲存過程，一旦這些化學品泄漏，就會造成嚴重的安全問題，帶來巨大的損失，由此可見，石化裝置泵類的機械密封是確保石化裝置安全運行的關鍵。為此，石化企業在日常的生產經營過程中，必須強化對泵類機械密封情況的監督管理，積極采用最新的材料、設備和技術，來確保機械密封情況符合要求。

1 石化裝置泵類機械密封應用的重要意義

石化裝置由于其工作環境的特殊性，需長時間接觸高溫高壓和高腐蝕性的化學品，這些化學品會給石化裝置帶來較大的損耗，一旦損耗超過臨界值，則石化裝置的穩定性就會受到顯著影響，進而影響到泵類的機械密封性，而機械密封性的下降就會嚴重影響石化裝置的運行安全性，埋下巨大的安全隱患。一旦這些安全隱患爆發，就會導致石化裝置被迫停止運行，且需要長期檢修。這就會導致整個石化裝置的運轉效率和石化企業的經濟效益都受到嚴重影響，不僅如此，因機械密封性差導致的化學品泄漏所造成的環境污染也不容小覷。綜上所述，機械密封是石化企業正常運行的重要因素，為此，有關部門對于石化企業泵類機械密封性也給予了更高的重視，隨著各種材料、設備和技術的應用，泵類機械密封的效果近年來也有了較大的提升。

2 石油化工機械裝置中常用的密封方式

（1）填料密封。填料密封又稱為盤根密封，這種密封方式的應用時間相對較長，早在19世紀就得到應用。其主要用于石化裝置的運動部分，特別是在離心泵中的應用更為常見。填料密封方法具有結構簡單和成本低廉的優勢，因此其應用相對較為廣泛，目前，隨著一系列新材料不斷得到開發，填料密封所使用的材料種類也在不斷豐富。

（2）機械密封。在石化行業中，機械密封主要應用于旋轉設備的密封。近年來，隨著科技的不斷發展，石油化工行業中所采用的化學品和介質的種類也越來越多，雖然填料密封也隨之取得一系列的發展，但其發展速度已經難以追及化學品和介質的種類復雜程度。不僅如此，隨著當前環保意識的不斷深入人心，密封材料種類的選擇也受到了很大程度的限制。因此，近年來填料密封這種方式也在逐漸被機械密封的方式所取代。

3 影響石化裝置泵類機械密封性的主要因素

（1）環境因素。由于石化裝置泵類機械長期面臨高溫、高壓和強腐蝕性介質等特殊工作環境，因此，一旦生產環境發生變化，就難免會對石化裝置泵類機械的工況產生明顯的影響，一旦這些影響因素未能得到及時處理，就會埋下安全隱患，最終導致安全事故的發生。舉例來看，在實際生產過程中，石化裝置泵類機械附近的設備可能會因各種原因而出現振動，因此石化裝置泵類機械也會隨之產生振動，可能會導致機械內部的密封環脫落，影響密封輔助裝置的正常運行，不僅如此，這還會導致機械內部的動環和靜環直接暴露在外界環境影響之下而出現損壞。

（2）人為因素。人為因素同樣是導致石化裝置泵類機械密封出現問題的重要原因，其主要是因工作人員未能按照相關標準規范，導致密封環未壓緊而出現的問題。

（3）自身因素。由于密封環和機械設備之間可能存在一些雜物，因此密封環的均勻性和密封性都會隨之下降，受力性也就隨之轉差，最終導致受力失衡。與此同時，在機械設備運轉的過程中，也會產生一定的摩擦力，這些摩擦力會產生一定的熱量，在熱量的沖擊下，機械設備內的動環和靜環會因受熱而變形，進而影響石化裝置泵類機械的穩定性和安全性。

4 提高石化裝置泵類機械密封效果的應用措施

4.1 選擇密封較強的材料

近年來，一系列的新材料不斷投入應用，這給石化生產也帶來了一定的沖擊。因此，在石化裝置泵類機械密封應用時，要優先選用納米材料或復合材料制成的密封環，確保密封環的受力性更好。不僅如此，這些材料所具有的高性能也是確保生產穩定性和安全性的關鍵。

4.2 對壓縮量和輔助密封系統進行優化

（1）壓縮量的保證。在以往的機械設備中，微量泄漏時常存在，這已經不符合越來越高的安全環保要求，因此，在實際生產過程中，就需要讓機械密封做到零泄漏，這就需要保證機械密封壓縮量處于合理區間。壓縮量過小時會導致密封性難以達到要求，而壓縮量過大又會導致密封端面損耗速度明顯加快。因此，機械密封的壓縮量必須位于設計制造要求的最佳位置才能確保機械密封長期穩定運行。

在對壓縮量進行核算時，需要了解以下幾方面的內容：動環和靜環尺寸鏈；軸套內軸肩與泵軸肩配合面、泵大蓋與軸承箱支架配合面、以及密封壓蓋與泵大蓋配合面；動環端面到軸套內軸肩的垂直距離D、軸肩到軸承箱支架與泵蓋配合面的垂直距離d、泵蓋與密封壓蓋配合面到泵蓋與軸承箱支架配合面的垂直距離J、靜環安裝在密封壓蓋內，靜環端面到密封壓蓋與泵蓋配合面的垂直距離j。一般來說，j值是處于動態變化的，當靜環端面比密封壓蓋與泵蓋配合面高時，j取負值，反之則取正值。同時，需要注意的是，如果基準面有墊片，則要考慮墊片厚度可能給壓縮量帶來的影響，如果機械設備中存在多級泵，則要在每側密封壓縮量的基礎上增加轉子竄量的一半，以確保壓縮量核算的準確。整體來看，對于機械密封壓縮量的調整，通常是通過調整動環或靜環尺寸鏈的長度加以實現的，而在實際的工程應用中，工作人員則以調整墊片厚度或墊片數量的方式，來進一步優化機械密封壓縮量。一般來說，在初次安裝緊固完成后，石化裝置泵類機械的密封壓縮量理論上是固定不變的，但在實際的應用過程中，也難免會發生一些細微的變化，以往的經驗表明，在實際的檢修過程中，經常會發現密封壓縮量的改變。對于設備中離心泵的調整，則首先要斷開非驅動端機械密封和泵軸之間的連接，防止驅動端機械密封因狀態問題而出現泄漏，當連接斷開后，再進行非驅動端軸承的更換，同時在更換過程中，還要使用限位塊，避免機械密封的壓縮量出現過大的變化，直至非驅動端的密封更換完成后，再對兩端機械密封進行定位。

除此之外，密封壓縮量在機械設備運轉過程中也可能會發生明顯的變化，一般來說，這是機封轉動頂絲與泵軸之間出現打滑所導致的，這種打滑會導致機封難以固定，進而導致軸、軸套和膠圈出現同步旋轉。對于這種問題，首先要對傳動頂絲的硬度進行調整，使其硬度大于泵軸硬度，其次，將傳動頂絲的方式改為機封傳動，取代以往的軸套方式，通過采取這些措施，機械設備運行過程中壓縮量變化過大的問題將得到顯著解決。

（2）輔助密封系統的優化。在很多機械裝置中，其封水都來自于污水處理后的水源，其潔凈程度有限，因此，要定期對機封進行更換，重點是拆解和清洗封水換熱器。對于機封沖洗水的溫度、流量和壓力也要進行合理的控制，如溫度超過55℃，則要立刻清洗封水換熱器的管程和殼程，除此之外，對于自封水系統管線中的排氣閥門而言，在開泵運行前，必須確保系統內的氣體已經排空，避免因殘留氣體出現氣阻而影響設備的正常運行。

4.3 提高工作人員的專業技能

只有在石化企業工作人員有效掌握自身專業技能后，才能確保新材料、新設備和新技術在機械密封中得到更好的應用。為此，石化企業要重視對企業工作人員專業技能的提升，一方面，可邀請相關的技術人員進行工作指導，開展相應的新技術培訓，讓工作人員學會相關的技術和操作規程；另一方面，石化企業可合理設置人才庫，聘請外界的尖端技術人員，帶動企業內部的工作人員技術水平不斷提升，來提升企業自身的技術，進而提升機械密封性。

4.4 強化安全管理

石化企業的安全生產是每個人的責任，只有當全體工作人員都具備責任意識和安全意識的情況下，工作過程才能安全平穩完成，因此，石化企業要根據自身情況合理制定一系列安全制度，并加以落實，從而減少安全隱患的產生。

5 結語

在石化企業的日常生產經營中，安全是第一要務，確保安全的一個重要因素則是石化裝置中的泵類機械密封性方面。雖然目前對于這方面的研究和實踐有了很大的進展，但絕不能滿足于現狀，在日常工作中仍要提高安全意識，保持高度警惕的態度，以做到防患于未然，為機械密封性提供更高的安全保障。