机械密封在离心泵中的应用

2016-09-07庞庆梅代玉梅大庆油田有限责任公司第二采油厂大庆油田储运销售分公司

石油石化节能 2016年5期

庞庆梅　代玉梅（.大庆油田有限责任公司第二采油厂；.大庆油田储运销售分公司）

机械密封在离心泵中的应用

庞庆梅1代玉梅2（1.大庆油田有限责任公司第二采油厂；2.大庆油田储运销售分公司）

机械设备的泄漏问题对岗位员工健康和环境的影响很大。传统的离心泵大多数采用盘根填料密封，这种密封方式普遍存在易发生泄漏、更换密封填料的周期较短、密封填料消耗较多等问题，机械密封这项先进技术克服了这些缺点，并以泄漏量小、密封可靠、使用寿命长、功耗低等优点在大庆油田中得到了充分的应用。应用机械密封后，达到了节能降耗、安全环保等要求。

离心泵；机械密封；节能降耗；环保

在油气集输工艺系统中，实现平稳集输和提高输油系统效率一直是集输系统追求的工作目标，所以离心泵的稳定性和可靠性尤为重要。密封装置是离心泵的重要部件，密封填料泄漏和失效是离心泵常见多发故障之一。泄漏可造成环境污染，降低离心泵的效率，而且离心泵非计划停机与密封故障造成泄漏有着密切的关系，因此密封性能已成为评定设备管理质量的一个重要指标。

1　机械密封原理

机械密封也叫端面密封，它是靠两块不同材质的密封元件动环和静环光洁平直的端面相互贴合，并作相对旋转运动的密封装置；它是靠弹性构件（如波纹管）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，端面间保持一层薄薄的液体膜，从而达到密封的目的；这层液体膜具有液体的动压力与静压力，起着润滑和冷却的作用［1］。

机械密封由防转槽、O型密封圈、静环、动环、波纹管、波纹管座、固定螺钉等七部分组成。机械密封一般有四个密封点，其中三处静密封（压盖与壳体的接合处，静环与压盖之间，动环与轴套之间）靠加密封垫或密封圈密封，一处动密封，靠动、静密封环端面的紧密贴合达到密封的目的。机械密封结构示意图［2］见图1。

图1　机械密封结构示意图

2　现场应用情况

某站共有离心泵12台，以往一直采用盘根填料密封，经过研究盘根填料密封具有诸多不利因素：首先盘根与轴或轴套之间的机械摩擦，造成电动机有效功率降低，加上为了达到很好的密封效果必须压紧盘根，使得离心泵运行时摩擦力增大，造成了电能消耗较大；其次使用盘根填料会造成轴与轴套的磨损，缩短了设备的使用寿命；而且随着离心泵运行时间的增加，盘根漏失量越来越大，需要岗位员工经常对填料的压紧程度进行调节，既造成站内环境污染，又增加了岗位员工的劳动强度。

机械密封在某站应用后，既解决了上述问题，又达到生产安全平稳运行、节能降耗、提高离心泵效率的目的，取得了以下效果：

1）用电能耗降低。由于机械密封的端面接触面积小，而且压紧力小，因此摩擦损失小，用电能耗降低。同时，应用机械密封延长了污油回收装置的启动周期，由盘根填料密封的每4 h启泵收油1次变成了120 h启泵收油1次，降低了电量消耗。由于摩擦力减小，有效功率提高，使离心泵的效率得到了提高。

2）密封可靠，泄漏量很小。机械密封在长周期的运行中，密封状态很稳定，基本观察不到泄漏现象。使站内的环境污染问题得到了根本上的解决，同时泵房内的油气浓度明显降低，大大降低了岗位员工吸入有害气体的浓度，减轻对岗位员工的健康影响。

3）对轴承和轴套没有磨损，由于机械密封与轴或轴套的接触部位没有相对运动，因此对轴承和轴套基本不会形成磨损，同时也延长了离心泵的保养维护周期，减少了大量检修费用，也延长了设备的使用寿命。

4）降低了工人的劳动强度。离心泵的漏失量得到了根本杜绝，降低了岗位员工频繁调整离心泵漏失量和频繁倒泵更换盘根以及频繁启动污油回收装置的劳动强度。

5）使用寿命长。机械密封在油、水类介质中一般使用可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上。机械密封的使用寿命主要是由摩擦副的使用时间长短来决定的。在正常工作中，摩擦副之间存在一层薄薄的液体膜，起到润滑和冷却的作用，再加上很多泵用机械密封的摩擦副一般都选用硬质钛合金和石墨作为动静环，石墨本身就有润滑能力，所以摩擦副的磨损小，使用寿命长，一般使用寿命在8000 h以上，而且运行中不需要维护和修理，可以长期连续运转。

6）维修周期长。机械密封端面磨损后可自动补偿，一般情况下，无需经常性的维修。