淺議輸油泵密封措施

廖天海

摘? 要：在成品油長輸管道中，輸油設備主要由管道、泵、閥門等構成，均屬于金屬材料。所以經常發生由于砂眼、焊縫缺陷、螺紋連接不牢固、填料密封不嚴等諸多原因造成的油品滲漏，在造成油品浪費的同時，油品外溢也給輸油安全、環境造成了重大隱患。本文從輸油泵的密封結構以及日常經驗，總結輸油泵機械密封失效的原因，并對怎樣預防以及出現泄漏后的應急處置提出相應措施，保障輸油泵的高效安全的運行。

關鍵字：輸油泵 泄漏 密封措施 應急處置

1、輸油泵的密封結構

國家管網華南公司輸油泵均為離心輸油泵，其主要由葉輪、泵體、泵軸、軸承、機械密封等主要部件組成。工作原理主要為輸油泵依靠旋轉葉輪的作用并利用電動機的機械能將其傳遞出成品油。依托于離心泵的作用由葉輪進口流向出口，在該過程中其速度和壓力得到了進一步的提升，由葉輪所排出的成品油經過壓出室，速度能漸漸轉變成壓力能，緊接著沿著管路輸送出去。此時，葉輪的進出口由于油的排出而形成低壓或真空的狀態，吸油尺內部的油在大氣壓的作用下，被壓入葉輪的進口并伴隨著旋轉的葉輪漸漸地吸入和排出油。

輸油泵是長輸管道的重要組成部分，由于其輸送的物質為易燃易爆炸的成品油，因此，密封泄漏問題成為人們廣泛關注的熱點。當前，國家管網華南公司輸油泵均采用機械密封，機械密封又稱端面密封，主要由動環、靜環、壓緊元件和密封元件等部分組成。機械密封的原理主要是動環借助于密封腔內的液體壓力和壓緊元件的壓力，使其牢牢地貼合在進環的端面上，兩環的端面會產生一定的比壓，從而形成一層極薄的液體膜，進而達到密封的目標。一般來說，機械密封的動環和軸之間的間隙往往是由動環密封圈密封。機械密封靜環和機械密封蓋之間的間隙往往是由靜環密封圈密封。由此所形成的三道密封，封堵了密封腔內的液體，避免了液體向外泄漏的情況。機械密封的元件除了密封作用以外，還與作為壓緊元件的彈簧一起起到了緩沖補償作用。在機械密封中，構成其密封結構的設備較多，主要有：動環和靜環共同構成的密封端面、由彈性元件構成的緩沖補償設置、輔助密封圈、傳動機構等，其中，緩沖補償設備運用的主要作用能夠保障密封端面的緊密貼合，避免出現泄漏的情況。輔助密封圈的作用是將靜環和動環進行密封。傳動機構的主要作用是保障動環伴隨著軸進行旋轉。

2、輸油設備密封失效的原因

經過實踐證明，輸油設備的機械密封失效的原因主要有五個方面：

（1）離心泵在具體應用的過程中，如果軸的振動不加緩沖，會直接傳遞到密封端面上，使得密封端面不能緊密貼合而增加泄漏的風險。與此同時，由于軸向荷載的增加而導致密封端面磨損嚴重，進而失去了密封的作用。除此之外，端面在長期摩擦過程中會出現磨損的情況，如果沒有緩沖補償設備的運用，會擴大端面的間隙而影響了密封效果。

（2）當傳動裝置的頂絲松動時，會導致軸套、傳動套、動環的相對運動減弱，摩擦力增加，使圓形擋環磨損嚴重，同時，設備中動環的圓形輔助密封圈大面積損壞，從而導致機械密封不嚴，使之產生滲漏。

（3）在輸油泵首次對管道中的液體進行輸送時，其輸送的介質較臟，通常含有大量的雜質，如泥、砂等。在進入設備后，由于液體分離器無去對所有的雜質進行完全過濾，導致一些泥、砂殘留在機械密封的動環內，因此，動環在運行過程中就會失去補償作用，密封面由此產生間隙從而導致機械密封失效。

（4）輸油設備在運行中，其振動幅度和軸竄幅度較大，導致設備中的傳動套和動環中的石墨環相互撞擊，從而導致機械密封失效。

（5）當機械密封裝置中的沖洗管堵塞時，將導致密封面的溫度增加，使密封平面失去液體的潤滑，就會增加摩擦力，導致密封平面間的磨損加劇，使動、靜環在相對運動中產生大量熱量，由于高溫導致動、靜環破損或變形，使機械密封失效，產生泄漏。

3、輸油泵日常運行維護的處理措施

在管道輸送過程中，輸油泵的機械密封泄露，因其突發噴射性，將會對輸油生產安全造成很大影響，針對此問題，目前的運行維護措施有以下幾個方面：

（1）定期對輸油泵前進站過濾器進行檢查清洗，減少管道雜質流向輸油泵，嚴防因雜質流入機械密封造成動靜環磨損而引起機械密封泄露。

（2）加強輸油泵日常巡檢，嚴防因軸震動、機械密封沖洗管堵塞造成機械密封失效而產生泄露 。

（3）根據輸油泵的運行時間，定期對輸油部機械密封的補償裝置、動靜環端面、密封圈進行檢查，發現問題及時處置更換。

（4）將機械密封泄漏納入報警聯鎖，當主輸泵機械密封泄漏量增大時，浮球液位開關報警觸發聯鎖，緊急停運輸油泵并關閉泵進出口閥，防止油品大量外溢和事態的擴大。

（5）在距離輸油泵就近區域加裝可燃氣體探頭，當可燃氣體探頭檢測到油品泄漏，值班人員能第一時間趕赴現場進行查看確認，并及時開展相應處置，防止事態的擴大。

4 、如何提高輸油泵機械密封有效性

首先，必須加強機械密封安裝的可靠性，安裝前，必須對機械密封的主要結構進行檢測。例如對密封結構中端蓋上的螺母進行逐個檢查，并按照規定的扭矩將其擰緊，做好泵機組地對中調試，確保輸油泵的軸承和旋轉軸等轉動設備可以自由轉動，防止有磨損的部位產生；對設備中的各種管道和連接裝置進行逐項檢查，尤其是密封裝置中的沖洗管道、密封中的泄漏管道等重要部位，在輸油泵開始運轉后，應按照規定時間對密封裝置中的沖洗管道、泵振動、溫度情況進行監測，嚴密監測機械密封的泄漏情況。

5、技術措施

5.1構建合理的結構

成品油輸送泵主要是輸送柴油、煤油、汽油等介質，這些都屬于易揮發性的油品，輸送壓力較高，溫度為常溫。綜合考慮要運用自帶沖洗的單端面平衡機械密封結構，利用多彈簧的結構來保障密封端面的緊密貼合。一般來說，傳動方式要采取加長圓耳的結構，更加靈活有效，能夠傳遞較大的扭拒，保障具有一定的浮動性。靜止環和旋轉環要采取整體的結構，這樣能夠具有一定的抗變形能力，為了保障安裝的可靠性，避免出現密封損壞的情況，機械密封要采取集裝式的結構。

5.2最佳端面參數

（1）確定密封面的合理尺寸。一般來說，機械密封端面的尺寸會隨著介質特點。軸徑大小而出現一定的變化。對于壓力比較高的輕質成品油來說，要保障密封面尺寸的最大化，一方面能夠滿足強度的要求，另一方面要提高整體的耐磨性。除此之外，較大的端面比壓也能夠保障整體運行的可靠性，在發生軸串超標情況時，寬面不會出現破碎的情況。

（2）保證彈簧比壓的合理性。彈簧比壓的大小要滿足機械密封抗振、抗軸串、預緊端面的需求，由于輕質成品油具有易揮發性的特點，有關人員要保障彈簧比壓取較小值，范圍在0.13 ～0.18 MPa內，有效地緩解抽真空的不良影響。

（3）選取科學的載荷系數。長期的機械密封理論研究試驗和市場運用，使得有關人員對易揮發的輕質成品油的認知更加全面，在常溫中高壓的情況下，其荷載系數要比介質反壓膜系數高0.05 ～0. 15，這樣能夠保障機械密封端面的緊密貼合，同時也能夠緩解高壓對于密封端面比壓的影響。

5.3保障材料的科學和優質性

材料的科學性是保障機械密封的重點。有關人員要結合成品油的工藝需求和介質特征，從各個角度做好材料的選擇。首先，有關人員要保障材料的剛度和強度，其次要考慮材料的散熱能力和加工穩定性。由于成品油具有易揮發性的特點，摩擦副材料要選擇石墨等材質，彈簧必須要保障耐腐蝕性好、彈力均勻，可以選擇不易失彈的合金材質。輔助密封材料要選擇耐溫性、耐老性、彈性和耐腐蝕性較好的材質，金屬元件要選取不銹鋼材料。

結束語

機械密封是輸油泵密封的關鍵部位，機械密封性能優劣不僅決定輸油泵運行中對輸送介質的密封性能，也直接影響其運行工況及機械密封使用壽命。同時，當出現機械密封泄漏時，有效的應急處置也將大大提高輸油生產的安全。所以，提高輸油泵的密封水平，增強機械密封泄漏的應急處置，也就提高了輸油管道的運行效率和穩定性。