分析石化装置泵类机械密封的应用

董阳

（大庆石化公司化工一厂，黑龙江 大庆 163714）

石化装置承载着大量易燃易爆和有毒化学品的反应过程和储存过程，一旦这些化学品泄漏，就会造成严重的安全问题，带来巨大的损失，由此可见，石化装置泵类的机械密封是确保石化装置安全运行的关键。为此，石化企业在日常的生产经营过程中，必须强化对泵类机械密封情况的监督管理，积极采用最新的材料、设备和技术，来确保机械密封情况符合要求。

1 石化装置泵类机械密封应用的重要意义

石化装置由于其工作环境的特殊性，需长时间接触高温高压和高腐蚀性的化学品，这些化学品会给石化装置带来较大的损耗，一旦损耗超过临界值，则石化装置的稳定性就会受到显著影响，进而影响到泵类的机械密封性，而机械密封性的下降就会严重影响石化装置的运行安全性，埋下巨大的安全隐患。一旦这些安全隐患爆发，就会导致石化装置被迫停止运行，且需要长期检修。这就会导致整个石化装置的运转效率和石化企业的经济效益都受到严重影响，不仅如此，因机械密封性差导致的化学品泄漏所造成的环境污染也不容小觑。综上所述，机械密封是石化企业正常运行的重要因素，为此，有关部门对于石化企业泵类机械密封性也给予了更高的重视，随着各种材料、设备和技术的应用，泵类机械密封的效果近年来也有了较大的提升。

2 石油化工机械装置中常用的密封方式

（1）填料密封。填料密封又称为盘根密封，这种密封方式的应用时间相对较长，早在19世纪就得到应用。其主要用于石化装置的运动部分，特别是在离心泵中的应用更为常见。填料密封方法具有结构简单和成本低廉的优势，因此其应用相对较为广泛，目前，随着一系列新材料不断得到开发，填料密封所使用的材料种类也在不断丰富。

（2）机械密封。在石化行业中，机械密封主要应用于旋转设备的密封。近年来，随着科技的不断发展，石油化工行业中所采用的化学品和介质的种类也越来越多，虽然填料密封也随之取得一系列的发展，但其发展速度已经难以追及化学品和介质的种类复杂程度。不仅如此，随着当前环保意识的不断深入人心，密封材料种类的选择也受到了很大程度的限制。因此，近年来填料密封这种方式也在逐渐被机械密封的方式所取代。

3 影响石化装置泵类机械密封性的主要因素

（1）环境因素。由于石化装置泵类机械长期面临高温、高压和强腐蚀性介质等特殊工作环境，因此，一旦生产环境发生变化，就难免会对石化装置泵类机械的工况产生明显的影响，一旦这些影响因素未能得到及时处理，就会埋下安全隐患，最终导致安全事故的发生。举例来看，在实际生产过程中，石化装置泵类机械附近的设备可能会因各种原因而出现振动，因此石化装置泵类机械也会随之产生振动，可能会导致机械内部的密封环脱落，影响密封辅助装置的正常运行，不仅如此，这还会导致机械内部的动环和静环直接暴露在外界环境影响之下而出现损坏。

（2）人为因素。人为因素同样是导致石化装置泵类机械密封出现问题的重要原因，其主要是因工作人员未能按照相关标准规范，导致密封环未压紧而出现的问题。

（3）自身因素。由于密封环和机械设备之间可能存在一些杂物，因此密封环的均匀性和密封性都会随之下降，受力性也就随之转差，最终导致受力失衡。与此同时，在机械设备运转的过程中，也会产生一定的摩擦力，这些摩擦力会产生一定的热量，在热量的冲击下，机械设备内的动环和静环会因受热而变形，进而影响石化装置泵类机械的稳定性和安全性。

4 提高石化装置泵类机械密封效果的应用措施

4.1 选择密封较强的材料

近年来，一系列的新材料不断投入应用，这给石化生产也带来了一定的冲击。因此，在石化装置泵类机械密封应用时，要优先选用纳米材料或复合材料制成的密封环，确保密封环的受力性更好。不仅如此，这些材料所具有的高性能也是确保生产稳定性和安全性的关键。

4.2 对压缩量和辅助密封系统进行优化

（1）压缩量的保证。在以往的机械设备中，微量泄漏时常存在，这已经不符合越来越高的安全环保要求，因此，在实际生产过程中，就需要让机械密封做到零泄漏，这就需要保证机械密封压缩量处于合理区间。压缩量过小时会导致密封性难以达到要求，而压缩量过大又会导致密封端面损耗速度明显加快。因此，机械密封的压缩量必须位于设计制造要求的最佳位置才能确保机械密封长期稳定运行。

在对压缩量进行核算时，需要了解以下几方面的内容：动环和静环尺寸链；轴套内轴肩与泵轴肩配合面、泵大盖与轴承箱支架配合面、以及密封压盖与泵大盖配合面；动环端面到轴套内轴肩的垂直距离D、轴肩到轴承箱支架与泵盖配合面的垂直距离d、泵盖与密封压盖配合面到泵盖与轴承箱支架配合面的垂直距离J、静环安装在密封压盖内，静环端面到密封压盖与泵盖配合面的垂直距离j。一般来说，j值是处于动态变化的，当静环端面比密封压盖与泵盖配合面高时，j取负值，反之则取正值。同时，需要注意的是，如果基准面有垫片，则要考虑垫片厚度可能给压缩量带来的影响，如果机械设备中存在多级泵，则要在每侧密封压缩量的基础上增加转子窜量的一半，以确保压缩量核算的准确。整体来看，对于机械密封压缩量的调整，通常是通过调整动环或静环尺寸链的长度加以实现的，而在实际的工程应用中，工作人员则以调整垫片厚度或垫片数量的方式，来进一步优化机械密封压缩量。一般来说，在初次安装紧固完成后，石化装置泵类机械的密封压缩量理论上是固定不变的，但在实际的应用过程中，也难免会发生一些细微的变化，以往的经验表明，在实际的检修过程中，经常会发现密封压缩量的改变。对于设备中离心泵的调整，则首先要断开非驱动端机械密封和泵轴之间的连接，防止驱动端机械密封因状态问题而出现泄漏，当连接断开后，再进行非驱动端轴承的更换，同时在更换过程中，还要使用限位块，避免机械密封的压缩量出现过大的变化，直至非驱动端的密封更换完成后，再对两端机械密封进行定位。

除此之外，密封压缩量在机械设备运转过程中也可能会发生明显的变化，一般来说，这是机封转动顶丝与泵轴之间出现打滑所导致的，这种打滑会导致机封难以固定，进而导致轴、轴套和胶圈出现同步旋转。对于这种问题，首先要对传动顶丝的硬度进行调整，使其硬度大于泵轴硬度，其次，将传动顶丝的方式改为机封传动，取代以往的轴套方式，通过采取这些措施，机械设备运行过程中压缩量变化过大的问题将得到显著解决。

（2）辅助密封系统的优化。在很多机械装置中，其封水都来自于污水处理后的水源，其洁净程度有限，因此，要定期对机封进行更换，重点是拆解和清洗封水换热器。对于机封冲洗水的温度、流量和压力也要进行合理的控制，如温度超过55℃，则要立刻清洗封水换热器的管程和壳程，除此之外，对于自封水系统管线中的排气阀门而言，在开泵运行前，必须确保系统内的气体已经排空，避免因残留气体出现气阻而影响设备的正常运行。

4.3 提高工作人员的专业技能

只有在石化企业工作人员有效掌握自身专业技能后，才能确保新材料、新设备和新技术在机械密封中得到更好的应用。为此，石化企业要重视对企业工作人员专业技能的提升，一方面，可邀请相关的技术人员进行工作指导，开展相应的新技术培训，让工作人员学会相关的技术和操作规程；另一方面，石化企业可合理设置人才库，聘请外界的尖端技术人员，带动企业内部的工作人员技术水平不断提升，来提升企业自身的技术，进而提升机械密封性。

4.4 强化安全管理

石化企业的安全生产是每个人的责任，只有当全体工作人员都具备责任意识和安全意识的情况下，工作过程才能安全平稳完成，因此，石化企业要根据自身情况合理制定一系列安全制度，并加以落实，从而减少安全隐患的产生。

5 结语

在石化企业的日常生产经营中，安全是第一要务，确保安全的一个重要因素则是石化装置中的泵类机械密封性方面。虽然目前对于这方面的研究和实践有了很大的进展，但绝不能满足于现状，在日常工作中仍要提高安全意识，保持高度警惕的态度，以做到防患于未然，为机械密封性提供更高的安全保障。