关于上游泵送机械密封的应用的若干思考

关聪

【摘要】上游泵送机械密封主要是借用低压流体的主要特性来实现对高压流体密封的一项全新的密封新技术，它所具备的一个最为典型的特点就是在一密封端面开有起上游泵送功能的浅槽。本文主要基于上游泵送机械密封的工作原理，然后阐述其实际的应用，旨在为更好地认识和应用上游泵送机械密封技术提供一定的借鉴与参考。

【关键词】上游泵送 机械密封技术 基本原理 应用

机械密封是一种流体旋转机械的轴封装置，又可以将其称之为“端面密封”。传统的机械密封为接触式密封，它主要是在补偿机构弹性作用力的作用下，使其能够充分地进行贴合，这样就能够很好地对密封介质从密封端面泄漏出去加以阻止，其动、静环所组成的摩擦一般处于边界摩擦或者混合摩擦的状态，在高参数工况条件下，如高温、高速以及高压等，其摩擦因数则会变大，工号较高，且磨损较为严重，那么就导致了其服役寿命短，使用起来极为不便，且需要花费大量的成本。目前，石油化工业取得了较为快速的发展与进步，在其发展的同时，石化业对机械密封技术提出了更高的要求，上游泵送机械密封技术就是在这样的背景下发展起来的，从而在很大程度上推动了机械密封技术的向前发展与进步。本文主要基于上游泵送机械密封的工作原理，然后阐述其实际的应用，旨在为更好地认识和应用上游泵送机械密封技术提供一定的借鉴与参考。

1 上游泵送机械密封的基本原理

下图1（a）所示为普遍采用的螺旋槽上游泵送机械密封端面构造，如果动环外径一侧为高压被密封液体（将其规定为上游侧），内径一侧为低压流体（气体或者液体均可，并将其规定为下游侧），当动环按照下图的方向进行旋转的时候，在螺旋槽粘性流体动压效应的共同作用之下，动静环端面之间产生一层非常薄的流体膜（下图1中的h0即为该薄层），这样就可以使得动静环端面保持分离的条件。上述这种特殊的结构中，使得内外径之间具有一定的压力差，在这种压力差的作用之下，高压被密封液体所产生方向由外至内的压差流Qp，而螺旋槽的流体动压效应所产生的粘性剪切流Qs的方向也是由内径直指向外径，该方向与Qp的方向正好相反，“上游泵送”因此而得名。

2 上游泵送机械密封技术的应用

由上所述可以得知，上游泵送机械密封技术主要包括两种类型：零泄漏上游泵送机械密封与零逸出上游泵送机械密封两种类型。下面就是针对上述两种上游泵送机械密封技术的应用进行详细地探讨。

2.1 “零泄漏上游泵送机械密封技术”的应用

“零泄漏上游泵送机械密封技术”主要包括如下两个方面的应用：

（1）输送饱和蒸汽压高于环境大气压的各种介质旋转流体机械类轴封。这类介质的特点是不易产生汽化，即使泄漏也是以液体形式出现，而不会发生挥发性泄漏，如各种油品、水等，因此，在条件允许的情况下可以采用无需缓冲流体辅助系统的零泄漏上游泵送机械密封。

（2）备用密封。当主密封开始泄漏时，作为备用密封的零泄漏上游泵送机械密封可以及时地阻止介质向大气泄漏，直至主密封的泄漏达到报警限为止。

2.2 “零逸出上游泵送机械密封技术”的应用

“零逸出上游泵送机械密封技术”主要包括如下两个方面的应用：

（1）用作输送饱和蒸汽压低于环境大气压的各种介质旋转流体机械类轴封。如炼油石化企业中的液态烃、轻烃、液氨等类介质的特点是易汽化，采用零逸出上游泵送机械密封可以有效地解决此类密封问题。

（2）可替代普通的双端面机械密封。 所示为推荐的一种零逸出上游泵送机械密封装置，该装置由内外两套密封组成：内侧为零逸出上游泵送机械密封，外侧为零泄漏上游泵送机械密封（在某些情况下可采用水封或油封等），中间通入压力低于密封介质的缓冲液。该密封装置的能耗量不足双端面密封的1/5，使用寿命大大延长，密封工作压力可以更高，而且取消了复杂的封油系统，使密封装置的可靠性明显提高，运行费用显著下降。

3 结论

综上所述，当前上游泵送密封技术还在不断地发展与创新过程之中，因此选择一种合适的方法来对机械密封环端面泵送槽的工艺加以改进，是目前上游泵送密封技术亟待解决的一个问题。只有解决了这个问题，才能够真正地提高上游泵送密封技术的工作效率、节约成本以及减少污染等，从而更好地为石油化工业所服务。

参考文献

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