浅议输油泵密封措施

廖天海

摘  要：在成品油长输管道中，输油设备主要由管道、泵、阀门等构成，均属于金属材料。所以经常发生由于砂眼、焊缝缺陷、螺纹连接不牢固、填料密封不严等诸多原因造成的油品渗漏，在造成油品浪费的同时，油品外溢也给输油安全、环境造成了重大隐患。本文从输油泵的密封结构以及日常经验，总结输油泵机械密封失效的原因，并对怎样预防以及出现泄漏后的应急处置提出相应措施，保障输油泵的高效安全的运行。

关键字：输油泵 泄漏 密封措施 应急处置

1、输油泵的密封结构

国家管网华南公司输油泵均为离心输油泵，其主要由叶轮、泵体、泵轴、轴承、机械密封等主要部件组成。工作原理主要为输油泵依靠旋转叶轮的作用并利用电动机的机械能将其传递出成品油。依托于离心泵的作用由叶轮进口流向出口，在该过程中其速度和压力得到了进一步的提升，由叶轮所排出的成品油经过压出室，速度能渐渐转变成压力能，紧接着沿着管路输送出去。此时，叶轮的进出口由于油的排出而形成低压或真空的状态，吸油尺内部的油在大气压的作用下，被压入叶轮的进口并伴随着旋转的叶轮渐渐地吸入和排出油。

输油泵是长输管道的重要组成部分，由于其输送的物质为易燃易爆炸的成品油，因此，密封泄漏问题成为人们广泛关注的热点。当前，国家管网华南公司输油泵均采用机械密封，机械密封又称端面密封，主要由动环、静环、压紧元件和密封元件等部分组成。机械密封的原理主要是动环借助于密封腔内的液体压力和压紧元件的压力，使其牢牢地贴合在进环的端面上，两环的端面会产生一定的比压，从而形成一层极薄的液体膜，进而达到密封的目标。一般来说，机械密封的动环和轴之间的间隙往往是由动环密封圈密封。机械密封静环和机械密封盖之间的间隙往往是由静环密封圈密封。由此所形成的三道密封，封堵了密封腔内的液体，避免了液体向外泄漏的情况。机械密封的元件除了密封作用以外，还与作为压紧元件的弹簧一起起到了缓冲补偿作用。在机械密封中，构成其密封结构的设备较多，主要有：动环和静环共同构成的密封端面、由弹性元件构成的缓冲补偿设置、辅助密封圈、传动机构等，其中，缓冲补偿设备运用的主要作用能够保障密封端面的紧密贴合，避免出现泄漏的情况。辅助密封圈的作用是将静环和动环进行密封。传动机构的主要作用是保障动环伴随着轴进行旋转。

2、输油设备密封失效的原因

经过实践证明，输油设备的机械密封失效的原因主要有五个方面：

（1）离心泵在具体应用的过程中，如果轴的振动不加缓冲，会直接传递到密封端面上，使得密封端面不能紧密贴合而增加泄漏的风险。与此同时，由于轴向荷载的增加而导致密封端面磨损严重，进而失去了密封的作用。除此之外，端面在长期摩擦过程中会出现磨损的情况，如果没有缓冲补偿设备的运用，会扩大端面的间隙而影响了密封效果。

（2）当传动装置的顶丝松动时，会导致轴套、传动套、动环的相对运动减弱，摩擦力增加，使圆形挡环磨损严重，同时，设备中动环的圆形辅助密封圈大面积损坏，从而导致机械密封不严，使之产生渗漏。

（3）在输油泵首次对管道中的液体进行输送时，其输送的介质较脏，通常含有大量的杂质，如泥、砂等。在进入设备后，由于液体分离器无去对所有的杂质进行完全过滤，导致一些泥、砂残留在机械密封的动环内，因此，动环在运行过程中就会失去补偿作用，密封面由此产生间隙从而导致机械密封失效。

（4）输油设备在运行中，其振动幅度和轴窜幅度较大，导致设备中的传动套和动环中的石墨环相互撞击，从而导致机械密封失效。

（5）当机械密封装置中的冲洗管堵塞时，将导致密封面的温度增加，使密封平面失去液体的润滑，就会增加摩擦力，导致密封平面间的磨损加剧，使动、静环在相对运动中产生大量热量，由于高温导致动、静环破损或变形，使机械密封失效，产生泄漏。

3、输油泵日常运行维护的处理措施

在管道输送过程中，输油泵的机械密封泄露，因其突发喷射性，将会对输油生产安全造成很大影响，针对此问题，目前的运行维护措施有以下几个方面：

（1）定期对输油泵前进站过滤器进行检查清洗，减少管道杂质流向输油泵，严防因杂质流入机械密封造成动静环磨损而引起机械密封泄露。

（2）加强输油泵日常巡检，严防因轴震动、机械密封冲洗管堵塞造成机械密封失效而产生泄露 。

（3）根据输油泵的运行时间，定期对输油部机械密封的补偿装置、动静环端面、密封圈进行检查，发现问题及时处置更换。

（4）将机械密封泄漏纳入报警联锁，当主输泵机械密封泄漏量增大时，浮球液位开关报警触发联锁，紧急停运输油泵并关闭泵进出口阀，防止油品大量外溢和事态的扩大。

（5）在距离输油泵就近区域加装可燃气体探头，当可燃气体探头检测到油品泄漏，值班人员能第一时间赶赴现场进行查看确认，并及时开展相应处置，防止事态的扩大。

4 、如何提高输油泵机械密封有效性

首先，必须加强机械密封安装的可靠性，安装前，必须对机械密封的主要结构进行检测。例如对密封结构中端盖上的螺母进行逐个检查，并按照规定的扭矩将其拧紧，做好泵机组地对中调试，确保输油泵的轴承和旋转轴等转动设备可以自由转动，防止有磨损的部位产生；对设备中的各种管道和连接装置进行逐项检查，尤其是密封装置中的冲洗管道、密封中的泄漏管道等重要部位，在输油泵开始运转后，应按照规定时间对密封装置中的冲洗管道、泵振动、温度情况进行监测，严密监测机械密封的泄漏情况。

5、技术措施

5.1构建合理的结构

成品油输送泵主要是输送柴油、煤油、汽油等介质，这些都属于易挥发性的油品，输送压力较高，温度为常温。综合考虑要运用自带冲洗的单端面平衡机械密封结构，利用多弹簧的结构来保障密封端面的紧密贴合。一般来说，传动方式要采取加长圆耳的结构，更加灵活有效，能够传递较大的扭拒，保障具有一定的浮動性。静止环和旋转环要采取整体的结构，这样能够具有一定的抗变形能力，为了保障安装的可靠性，避免出现密封损坏的情况，机械密封要采取集装式的结构。

5.2最佳端面参数

（1）确定密封面的合理尺寸。一般来说，机械密封端面的尺寸会随着介质特点。轴径大小而出现一定的变化。对于压力比较高的轻质成品油来说，要保障密封面尺寸的最大化，一方面能够满足强度的要求，另一方面要提高整体的耐磨性。除此之外，较大的端面比压也能够保障整体运行的可靠性，在发生轴串超标情况时，宽面不会出现破碎的情况。

（2）保证弹簧比压的合理性。弹簧比压的大小要满足机械密封抗振、抗轴串、预紧端面的需求，由于轻质成品油具有易挥发性的特点，有关人员要保障弹簧比压取较小值，范围在0.13 ～0.18 MPa内，有效地缓解抽真空的不良影响。

（3）选取科学的载荷系数。长期的机械密封理论研究试验和市场运用，使得有关人员对易挥发的轻质成品油的认知更加全面，在常温中高压的情况下，其荷载系数要比介质反压膜系数高0.05 ～0. 15，这样能够保障机械密封端面的紧密贴合，同时也能够缓解高压对于密封端面比压的影响。

5.3保障材料的科学和优质性

材料的科学性是保障机械密封的重点。有关人员要结合成品油的工艺需求和介质特征，从各个角度做好材料的选择。首先，有关人员要保障材料的刚度和强度，其次要考虑材料的散热能力和加工稳定性。由于成品油具有易挥发性的特点，摩擦副材料要选择石墨等材质，弹簧必须要保障耐腐蚀性好、弹力均匀，可以选择不易失弹的合金材质。辅助密封材料要选择耐温性、耐老性、弹性和耐腐蚀性较好的材质，金属元件要选取不锈钢材料。

结束语

机械密封是输油泵密封的关键部位，机械密封性能优劣不仅决定输油泵运行中对输送介质的密封性能，也直接影响其运行工况及机械密封使用寿命。同时，当出现机械密封泄漏时，有效的应急处置也将大大提高输油生产的安全。所以，提高输油泵的密封水平，增强机械密封泄漏的应急处置，也就提高了输油管道的运行效率和稳定性。