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机械密封件的冲洗方案目的
5 c1 M( Z, `. }- p& U向双或单密封的高压侧部位直接注入液体称“冲洗”。一般泵均应进行冲洗,尤其是轻烃泵更应如此。5 r1 b. O( t8 t+ G2 r9 G4 J+ x& {
1.冲洗以散热。必须控制液封产生的热量。这可以通过用液体冲洗密封腔以带走热量并控制温度上升而实现。2 w# v) B) b6 W" p+ n' s
2.降低液温。在某些情况下,液温过高以致影响了密封性能。在此类情况下,必须降低温度以提高液体的性能。8 C1 q) _4 e" `# |( T; s
3.改变密封腔压力。在某些情况下,需要增加或降低密封腔压力以提高性能。这可以通过抑制蒸发或减少密封件的热负荷实现。
- z( M* X; r9 Z( Z* ~4 m& I8 n4.清洁工艺液体。如果工艺液体包含不适当的固体颗粒或污染物,则需要清洁密封腔内的液体。在极端的情况下,可能还需要从密封系统外部提供清洁的液体。
# \7 t4 {6 Q4 d! a: F' F5.控制密封件的大气侧。由于工艺液体与大气接触,因此它们可能会变干、结晶或结焦。防止与大气相互作用,以免对密封性能产生不利影响,这一点非常重要。
8 X) D* g1 T& U8 l* b' p) W. N2 ]! e9 ~) i7 S& n$ k8 |
机封冲洗方案分类
, [# `3 ?$ c+ ?◆单端面密封(Single Seals)
- t y1 c7 ?7 O- K* T$ o6 U1 n2 p: Y1 m$ S
PLAN 01(单端面自冲洗) z0 ?+ t H& M
PLAN 02(夹套冷却伴热)
+ t0 c) y+ d9 f8 [& K PLAN 11(自冲洗)4 B7 o; M$ C5 A5 S; q3 O
PLAN 13(反向冲洗)* H# X( h, m* V8 b, @# o2 X+ c3 M
PLAN 14(正+反向冲洗)
( R# @' \- h5 E1 d PLAN 21(带冷却的自冲洗)/ Q; ?% y0 B+ t. t4 Y
PLAN 23(带循环套的内部冲洗)
! Q/ `: c( w6 j5 t0 g PLAN 31(带悬液分离器的自冲洗)+ E& ^# ]$ ]; y2 R) ?5 s4 E
PLAN 32(外冲洗)5 S( k0 c8 N Y; J" g: W
PLAN 41(带悬液分离器、换热器的自冲洗)
6 T8 F, D+ o7 R! N0 t5 F H2 L
; _/ \( S# D, R5 c# P: F, X1 K◆双端面密封( Dual Seals)
% ^1 w" O' V* ]: ^' W Y, i3 }# q( U
" y, q% I! Z2 E7 b PLAN 52(带无压缓冲罐的串联式密封)" Q1 |7 E7 H" d9 y- k
PLAN 53A(带有压密封液的双端面密封)
8 i1 M+ P% F$ T; i8 c( P6 o PLAN 53B(强制循环密封液的双端面密封)# V3 T: s7 P/ W8 Y9 h
PLAN 53C(带增压罐的双端面密封)
( m5 M% h0 c: y- M1 G4 r# ^5 k! e& Q PLAN 54(采用外引密封液的双端面密封)
" {9 d: R" u) k% ~% p8 A2 h: x/ |; E1 q0 _
◆冷却密封( Quench Seals )
- \8 H" i4 z$ Z0 P: Z% c+ N
0 z/ x* a7 {1 u/ F9 D$ M4 N PLAN 62(外冲洗或急冷防止密封面堆积固体颗粒)# @% L2 L3 k# J& d# q/ z. x
PLAN 65(带浮子液位开关测量密封泄露量)2 P2 Q0 e9 S8 \/ @: Y0 x3 z
( }7 U& X+ s& {8 {$ X% T* G◆气体密封(Gas Seals)' P0 }( @- G9 f) `, r2 `
' O- }4 b/ X/ v( {
PLAN 72(采用隔离氮气用于易挥发介质的串联式干气密封)
! X, J' _# z; s7 ~4 h3 I4 B$ Z PLAN 74(双端面干气密封)8 O* Q$ I' ~7 h s4 h" ]
PLAN 75(用于不易挥发介质的串联式干气密封)4 [; j6 q, G Y L# G
PLAN 76(采用外引密封气的串联式干气密封)) n+ S, e5 U8 t1 J8 X1 r7 c
# ~+ |' d+ e0 b/ k* e2 F% Y/ M9 K4 ^, W- v- k. |7 U* s* B( k {5 S5 M
各个方案详细图解如下
: U) Z' O0 @4 c% J+ H; X6 h' |: |5 l+ J7 J. k% N# i
PLAN 01(单端面自冲洗)
; y+ ]7 Y, l/ B9 _* a, U0 q9 K0 S/ q9 {& W
+ i% ]. g9 U; L$ D- y V 1.冲洗方案01% O B. L. i* X2 K# p( G
方案:: a& [# @' h, [# M5 I$ F' d& R/ N
从泵的出口端冲洗内机械密封腔。
2 w2 O; ~' S; D0 ~ 操作类似方案PLAN11
( h8 W7 {# B5 q% r 原因:
* c* G7 W8 g) A3 A5 h: t) y 密封腔冷却,) c/ S* W- H* ~( t* k" g, \$ h0 ]" m
卧式泵的密封腔排气,
' f. t/ x1 e f3 E1 M' Z3 b+ D 防止PLAN11方案外露管的冻结和流体结晶堵塞的危险
, Q1 v- J" n' m; s 场合:
# T7 D. m$ K7 N 普通密封腔,最可能是ANSI/ASME泵,# p d7 d! l% n( k+ h" M
清洁常温流体,* u1 X7 W& q* S# |& o# `1 R
用于单端面密封,很少用于双断面密封。2 u& C+ g* Q/ F$ E/ M- p, t
维护:& R. E1 @ r% P6 }$ X
冲洗不能直接冲洗密封面,机封冷却不能过度,
5 \! ^, R5 @) k3 Y+ A+ } 根据通过内截流管的扬程损失计算冲洗流量。% M* e; h2 q/ P0 B8 x* `6 q" n
/ t& J8 K1 U& C8 z- m
2.冲洗方案026 ]# v ^) W- w- o0 i. r$ h
方案:2 V$ ~+ S; r. _" D3 j( M
无冲洗的封闭密封腔。
: o6 w% V1 O3 [! N5 Z 原因:( O: [+ Y) r$ y2 w- y
不需要流体二次循环。
+ h7 w! s$ E7 q% ]1 |3 l 使用场合:
+ j' k! h" L0 o6 _: l. } 常温运转下的大孔/开口密封腔,
9 i. E+ `5 B a 高温运转下的冷却套密封腔,
V1 x( O7 z8 ?. R+ S# K 清洁流体,
$ H' Y6 V, u h9 v; c4 a- v* D 干式密封的直立/顶入式混和器/搅拌器,
5 i1 \4 A0 G% q1 B2 @ 维护:$ O& | S: r' x7 D( c( T
流程必须有足够的沸点临界空间,避免汽化,& O- ~2 u; E$ H9 b: ]9 L
在热运转条件下,密封腔套内可能需要一直有冷却液体,
- j p3 P& v7 v y! Q 卧式设备必能自己排气,
; y4 L/ F! w$ ^& [- e 经常和冷却方案PLAN62联合使用。
4 k/ ~ ^! d Q5 [9 G
! r! w8 c) i7 S" k. F. N 3.冲洗方案11
% T/ t* I2 |6 V0 H' k. v 方案:. Z T6 p9 U* W$ L2 C$ F" G
从泵出口处经过限流孔板进行机械密封冲洗,/ y9 a' Y( r$ |
违反单端面机械密封冲洗方案。/ Z q# y, q% ^2 ~( K
原因:! j! V9 n. A) i
密封腔的冷却,# i% ?! V1 m1 w; L& [
卧式密封腔的排气,- j, s5 Y/ X4 X" S0 r' I
增加密封腔的压力和流体汽化临界空间。( c: ]9 i) q5 h
场合:# E( M7 y5 u$ f8 f5 \- K
通常用于清洁流体,+ F( N" t! c$ |, g; _' B
清洁、非聚合流体。$ R1 w) r9 ^4 h* A. r c; `9 u4 p
维护:
! e& ^0 V9 g+ T% y @ 使用孔径最小为0.125英寸的限流孔板,( c) M( _ O( S" {- _
计算流量以确定使机封腔流量足够的限流孔板尺寸,; R/ _+ S: M8 [' O( R" c$ Y
通过合适的限流孔板和喉部衬套尺寸来确定增加沸点临界范围,4 r0 Q9 u1 v. p- q/ W8 W3 e+ p
管路在12点的位置冲洗机封面,/ k) [& R7 H8 D5 n1 m
典型故障,限流孔板堵塞,检查管子末端温度。
3 ~: q/ H& X9 @- p9 |
! W) Q( h7 a) r 4.冲洗方案13$ p/ J, U) C* P: j, I
方案:
4 k1 u9 r& ~' [8 V 从密封腔,通过限流孔板到泵的进口的二次循环,0 o; Z& }) Z+ {( A- j2 Z$ D
立式泵的标准冲洗方案。
3 t; ?& [) t0 Y 原因:7 y9 w0 [3 G5 b- ]' m2 b
立式泵密封腔的不间断排气,$ Z* c% k4 f" i- ^# X( z N- j
密封腔除热。& T3 l* R8 z6 B/ T
场合:
' A; L# z" Y" _; ^ 立式泵,8 y* M" T6 P8 L
密封腔压力大于进口压力,9 B3 }3 q7 C6 Z: Z; x- z9 }/ e
混有中等大小的固体的常温流体,2 y0 R" N4 q4 n0 ]2 h5 ?8 y/ a( r
非聚合流体。
2 C ?) |: b& R' w3 ^* Z: d 维护:
) X3 r; `0 ~, S$ f N启动立式泵之前,弯好排气口管路," P$ m/ o8 C9 L& i1 r% I
使用口径最小为0.125英寸的限流孔板,2 }) P( m$ x; N6 k8 E. h$ N
计算流量,以确定使机械密封腔流量充足的限流孔板尺寸,
3 d0 O6 u0 H( N; D" t0 H5 Y& {3 |, t 通过合适的限流孔板和喉部衬套的尺寸的确定来减少密封腔压力,7 D1 t- W5 t2 k( J2 n5 l! h
典型故障,限流孔板堵塞,检查管子末端的温度。
' N( j' z' n" Z4 {8 N5 I1 m* }; Q$ m! P b# J/ `4 A3 N8 X7 ~& L
# i' Q5 K% \" i. |/ U
5.冲洗方案14- @: U# X/ x1 k8 R7 g2 K7 |9 R
方案:! s, k: K+ p7 ]& x9 D
从泵的出口冲洗机封,再循环到带限流孔板的泵进口,
% v3 i% ]/ l' G! o' j: l6 N 方案11和13的结合。! y4 Z$ @1 d/ a4 j3 ?: I7 X
原因:
! X7 ~: P& R' q, m" w; E 立式泵机封腔的连续排气,
2 M/ R) w i! P 密封腔除热,1 F2 d. t) a+ U4 G0 X
增加密封腔的压力和流体汽化的临界空间。6 n" n. P: S8 ?+ X; ^
场合:
: K- y$ G9 o6 T( l h; T$ g; L- | 立式泵,3 X4 j2 ]0 ~# _: t# V; D4 `% t7 H5 w
常温、清洁非聚合流体。! r' L7 @7 K: Q9 r7 f
维护:
1 h2 t5 d z" \; ^; M 使用口径最小为0.125英寸的限流孔板,9 w( |3 j0 X! J- X# N: V
计算流量,以确定使机械密封腔流量充足的限流孔板尺寸,# P9 L4 e; J8 n$ T$ E- K
通过合适的限流孔板和喉部衬套尺寸来确定增加沸点临界范围,
) J' E8 {8 @: c/ t. c! j; ] 冲洗密封面,
$ W& ?$ ]6 Q2 w 启动立式泵之前,做好排气管的弯曲。8 X& }1 r' \4 I) F# W' z
典型故障,限流孔板堵塞,检查管子末端的温度。
8 n( s( q1 ?7 Q1 f. d D9 l K# |! r# G& T9 b
6.冲洗方案216 a1 k6 M; S3 y, Q, C! |5 k1 }
方案: C+ e. Y7 @% L. ^+ h k, {4 j- K: }
从泵出口经限流孔板和冷却器冲洗机封,
0 D5 v% `0 q5 Y$ v9 y 加到方案11的冷却器,增加了除热能力。9 T7 v/ W) d7 _3 X4 m4 a
原因:
& G3 \( n4 ~4 ^% o1 y- p/ k2 o 机封冷却,- X+ r" x2 t. c9 e
降低流体温度,增加流体
2 m( t( N9 j- }2 l9 I. a* ^. T 降低焦化
2 H9 e1 T6 {$ f" e+ b 场合:; N7 B% b( N0 S: j8 @' E& o9 m
高温,低于350°F(177°C)1 ^ f' X5 }, F1 _
高于180°F(80°C)热水" W! p, i: K* z) f6 I4 j) Z
清洁、非聚合物。
/ g* w" Q) u8 K S 维护:
- a M8 g: h5 c3 J$ P 机封冷却器或管路必须在最高位有气孔,启动前打开。; d) Z) f9 X2 k. P: M0 Q+ e
使用682机封冷却器时,串流管路使热传递最大化。0 b0 d& A0 D0 I& g) }" o
使用口径最小为0.125英寸的限流孔板, @' ~* g6 V+ V1 V
计算流量,以确定使机械密封腔流量充足的限流孔板尺寸,7 I+ e' X* K$ N; o. |: g$ W) `
通过合适的限流孔板和喉部衬套尺寸来确定增加沸点临界范围,
7 ?) L# i5 l+ d5 n1 F8 h1 } 经常观察冷却器进、出口温度,查看有无堵塞或污垢沉积迹象。4 B+ J) Y6 G0 o- B0 c* r. B
. F3 ^: O- ]3 S: L- f0 g2 I 7.冲洗方案23
" s) ^7 ?& ~! q 方案:
_' }9 b0 L. x2 _( H; \. E( a 从密封腔内的输液环,通过冷却器回到密封腔冲洗机封的循环过程,
# W: j: v x) [* c0 y9 B 热水条件下的标准冲洗方案。
& [- ^1 p+ s ?7 p* f$ D8 p6 ~ 原因:
\: B2 g3 v' l# ?- d+ G 仅通过冷却小部分液体,冷却器低负荷下的机封高效冷却,
$ B2 }; w$ Y+ f% ~+ d' U* p 增加流体的汽化临界范围,9 ]. ]" Q Z; n. _4 i$ T
改善水的润滑力。! N- ~! V' O, Z6 b6 ]
场合:
/ `, }. y7 x3 i. ~$ v/ G. Z 高温条件下,热碳氢化合物,: [ h; s9 X# W+ W( ]9 d5 a J6 \3 q
高于180°F(80°C)锅炉给水和热水,
) J+ W u& |2 c 清洁、非聚合流体。* i3 c, f2 I( r B2 P l! |2 N3 ^# \
维护:
$ o9 \$ P5 k+ B4 |+ e 机封冷却器或管路必须在最高位有气孔,启动前打开。! z% Q) V3 Z, R; a% `: Q1 Q3 T
使用682机封冷却器时,层流管路使扬程损失最小。
( c( A% n, f9 o1 t7 h; m 密封腔要求喉部衬套间隙很小,以隔离流体,! |# g, t( u( T, x$ ?, r; W" d
外围密封盖塞子应从底部进,顶部出,
6 [. s; ^/ T: P: l 经常观察冷却器进、出口温度,查看有无堵塞或污垢沉积迹象。9 D: w. G) q) z% R) n" h8 N
含铁的流体应先流经除铁器,然后再进入冷却器。
5 W1 S1 }" w4 \" T& D
3 g& j" E2 ~+ ?" _& \ 8.冲洗方案31
- f: G7 D# M3 f |6 y$ \: b6 J 方案:
, I2 P% |9 t. E9 v+ c 从泵出口经过旋流器清洁液体冲洗机封,4 l9 f' @( d$ q) n- s6 P. `
离心分离的固体被送泵进口。& R1 K/ V* i- \) D7 \/ c# ~( k
原因:
/ Z& j( \# H( Z& u$ M5 A V 机封腔除热,
% q: P5 h+ C; e. C) b 从冲洗和密封腔中除去固体。
, u+ F7 n* A, C ~' y0 d 场合:
* m7 g) ?5 J' v& M' x& F8 y 带砂或管道渣子脏的或被污染流体或水,
, t, h4 K i- u5 Q5 i& i p 非聚合流体。
- k% x! E9 f6 e0 E( r. a 维护:
& V+ D w" u7 g5 M* v7 T 旋流器处理的最好比重是流体2倍的固体,' X$ n: a( `( H, w) n' d1 o
密封腔的压力必须接近或等于进口压力,以保证流量适中。
' {0 l1 I# p( S, K( @ 管不应该包括限流孔板,密封腔不开排气孔& @% X% S" \5 i; ~* f1 V
典型故障:旋流器或管路堵塞,检查管子末端温度。$ t6 z( w2 S- e2 L8 w) c
( v0 d: A$ b: ~
7 G9 U# T9 A* u. ^+ }/ } 9.冲洗方案32* s V: \# r# [! U9 H1 h$ |
方案:
# A* Y* b2 ?7 u4 A% z1 ^ 用外部清洁源头冲洗机封,7 l* U( _8 L- w1 X! E4 p G
应慎重选择冲洗液来源,
t" _; S4 R, |5 u- I9 n 消除注入液体蒸发,: q2 { C5 ^! Y. X) v" E
或被泵送液体污染。) \0 ~5 ^; X8 P( J
原因:
0 R$ V/ S/ |* a 密封腔除热,4 }' v* a. L" R( `! K% V
从密封腔内除去工艺流体或固体,
# p( y- ~ u' z" l9 N& m 增加密封腔压力和流体汽化临界范围。
$ T7 W5 R' u, G, q4 n2 a 场合:3 ?: {! J9 X `$ M1 Y& Z
脏的或被污染的流体、纸浆," ?! ~! M' W0 i8 Q
高温条件,
' m; j" h% L2 e 聚合物或氧化流体。" R2 F( i% y. s. r; i% x! N c/ A: z
维护:# i% b/ W! q5 Q) E$ X) p
使用大小确定的喉部衬套来保持压力或维护流体速度,
, a- N/ [' E3 k) A5 G( }/ n 限制脏的工艺流体,控制喷射流量,& @6 O' n" Q- q8 G4 r
增加流体汽化临界范围,控制喷射压力,
, z! H, u+ @1 ~/ L" m 喷射流体必须和工艺流体相容,' q( A% ^" g0 j
经常观察控制系统,检查阀门是否关闭和堵塞迹象。6 @; j5 i; s# R8 k- L6 e
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