氯乙烯聚合釜机械密封的维护

张健雄，霍中德

（西安西化氯碱化工有限责任公司，陕西 西安 710077）

氯乙烯聚合釜机械密封的维护

张健雄，霍中德

（西安西化氯碱化工有限责任公司，陕西 西安 710077）

介绍了聚氯乙烯生产中的关键设备聚合釜搅拌机械密封原理和维护保养措施，具有较好的借鉴意义。

氯乙烯聚合釜；机械密封；维护

聚合釜是聚氯乙烯生产过程中的重要设备，聚合釜搅拌的密封是聚合釜安全运行的关键。密封失效，轻则泄漏少量的氯乙烯，致使单釜生产终止，浪费物料，造成经济损失；重则大量的氯乙烯泄漏会产生着火、爆炸事故，严重地危及人员生命和大量的财产损失，因此，聚合釜密封的正确使用和维护非常重要。

1 机械密封的工作原理

机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置，常用机械密封结构见图1。

根据旋转环和静止环是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿环。机械密封中流体可能泄漏的途径为图 1中的 A、B、C、D 4个通道。C、D 泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封；B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微小的移动，实际上，仍然是一个相对静密封；因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯O形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封有时采用兼具弹性元件功能的橡胶结构。A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，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。因此，对密封端面的加工要求很高，同时，为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格控制端面上的压强，压强过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压强过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面的压强值在最适当的范围，约为 2.0～2.5 MPa。

机械密封与软填料密封比较，有以下优点。

（1）密封在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100。（2）使用寿命长，在油、水类介质中一般可达一两年或更长时间，在化工介质中通常也能长达半年以上。（3）摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%。（4）轴或轴套基本上不受摩损。（5）维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修。（6）抗振性好，对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感。（7）适用范围广，机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。

但其缺点为：结构较复杂，对制造加工要求高；安装与更换比较麻烦，要求操作人员具有较高的安装技术水平；发生偶然性事故时，处理较困难；一次性投资高。

2 聚合釜机械密封易发生的问题

在使用过程中，机械密封易发生的主要问题是泄漏量超差和温度过高。封液站油泵坏，机封干磨，表明温度过高；釜大轴摆动过大，轴瓦间隙过大，每侧泄漏量超过60滴/min，成线状流淌，表明泄漏量过大，应观察运行；如果向外喷油，则应立即停机检查，及时进行处理。

3 机械密封的维护保养

（1）保证零部件质量。机械密封在出厂前须做密封性能试验，并有合格证。机械密封经过长期运行，由于动环与静环磨损，弹簧与轴锈蚀磨损，密封胶圈磨损、老化、变形，都能造成密封的泄漏，必须修理或更换新件。动环和静环的密封面不得有裂纹、掉角、划痕、麻点、飞边及偏磨，划痕、麻点不能贯穿整个密封端面。若使用修复的动、静环时，动、静环的凸台高度之和不少于3 mm，且单个凸台高度不少于l mm，以免影响散热。动环安装后，应保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自由弹回，保持动静环的垂直和平行。动静环密封胶圈的规格符合图纸规定，表面不得有残损、厚薄不均及软硬不均现象，在大修时，要更换密封胶圈。弹簧的外表面清洁无锈蚀，在使用前应进行长度外形检测和压力试验，每组弹簧在规定压缩长度的压力差应符合要求，每组弹簧在规定压缩长度的压力误差符合要求。自由长度允差不超过0.5 mm，压缩量不能过大过小，要求误差为±2 mm。

（2）保证有充分的冷却润滑。调整冷却管路调节阀开度，要确保机械密封冷却管路通畅，要保证封液站油路畅通，定期清理封液站、油池、过滤器。

（3）保证安装精度。在拆装机械密封时，动静环要清洗干净，并在摩擦副面上涂抹少量清洁的润滑油，要兼顾高压端和低压端，严禁磕碰。在静环和动环安装时，用力要均匀，防止压偏，用深度尺检查动静环高度。检查O型圈与轴外径的配合间隙，四周要均匀。安装机械密封要认真复核机械密封的安装定位尺寸，如果定位尺寸不符合要求，可在轴间用钢垫调整，测量机械密封动环O型圈Ø 135.6（±0.3）mm×Ø 5.3（±0.13）mm，过盈量为 0.8～1.2 mm；静环 O 型圈Ø 164.6（±0.3）mm×Ø 5.3（±0.13）mm，过盈量为 0.5～0.8 mm；机封自由长 L0=118+30×2=178 mm；工作长度L=16 mm。

（4）调整端面比压。端面比压是关系到密封性能及使用寿命的重要参数，它与密封的结构型式、弹簧大小和介质压力有关。端面比压过大会夹坏环，比压过小则易泄漏，往往由厂家给定一个适合的范围，端面比压一般取20～25 kg/cm2。调整比压就是调整弹簧的压缩尺寸。弹簧的自由长度用A表示，弹簧刚度(产生单位压缩量时承受的载荷)为k，规定要求的比压用P表示，这些都是厂家给定的参数。压缩后尺寸用 B 表示，则 P/（A-B）=k，得出 B=A-P/k，这就是弹簧安装压缩后的尺寸。如果弹簧安装后的尺寸过大，可在弹簧座与弹簧之间增加调整垫的厚度；尺寸过小，则减少调整的厚度，调整垫的厚度用深度尺量取。

总之，聚合釜搅拌的机械密封的维护和保养需要扎实的理论基础和丰富的实践经验。有的厂家在聚合釜机械密封泄漏后，反复更换配件多达6、7次才能维修好，既浪费元件又影响产量。聚合釜机封的维修需要较高素质的专业的维修人员进行，从而保证聚合釜长周期安全平稳运转。

Maintenance of vinyl chloride polymerizing pot mechanical seal

ZHANG Jian-xiong，HUO Zhong-de
(Xi'an Xihua Chlor-alkali Chemical Co.,Ltd.,Xi'an 710077,China)

The key equipment in the production of PVC polymerization pot mixing machinery sealing principle and maintenance measure were introduced,it has a good reference.

vinyl chloride polymerization pot;mechanical seal;maintenance

TQ052

B

1009－1785(2012)04-0031-02

张建雄（1962—），男，工程师，大专学历，现任职于西安西化氯碱化工有限责任公司。

2011-11-07