高温(wēn)重质(zhì)油泵用机械密封(fēng)的选(xuǎn)用
对石化行(háng)业来说,高温重质油泵用机械密封的选(xuǎn)用一直(zhí)是一大难题,例如催化裂化油浆泵、回炼油泵、常压塔底泵、初馏(liú)塔底泵、减压塔底泵、延迟焦化(huà)的(de)辐射进料泵等。
1.高温重质油泵的介质(zhì)特点:
温度高:一般在340~400℃;
介质粘度大:在温(wēn)度下一般运动粘度为(12~180)×10-6m/s;
介质有颗粒:如催化(huà)剂、焦炭、含有砂粒等其他杂质。
2.高温(wēn)重油介质泵用机械密封目前(qián)使用情(qíng)况
对于高温重油介质泵用机械密封。现在各个企业都采用焊接金属波纹管机械密封。目前使用情况较好的有DBM型、XL-604/606/609型、YH-604/606/609型等(děng)。波纹管材料采用AM350、INCONEL718、哈氏B、C等不锈钢;耐腐(fǔ)蚀高温合金等,有的波片采用双(shuāng)层结构,使(shǐ)其承压力从2MPa上升到5MPa,这些都(dōu)有(yǒu)效解决了波纹管的失弹问(wèn)题。
针对波(bō)纹管内侧结焦和结炭以及含固体颗粒等情况,解决的办法有关资料已做了相关说明(míng),比如采用蒸汽吹扫、摩擦副采用“硬对硬”、采用外冲洗等等,这些在一定程度上起到了较好的作(zuò)用(yòng)。但(dàn)是以前提出的各种方法再实际应用中由于种种因素的影响效果不够理想。
3.高温重油介质泵用机械密封选用参考注意事项
将金属波纹管设计成旋转型结构,旋转的波纹管(guǎn)机械密封有自清洗的离心(xīn)作用,这可以减少波纹管外围沉积和内侧结焦。
对摩擦(cā)副组对材料(liào),建(jiàn)议使用“硬对(duì)硬”结构,一般采用碳化钨对碳化钨(其中选YG6-YG6)和碳化钨对碳化硅。选用“硬对硬”结构,必须注意以下几(jǐ)个问题:
1)冷(lěng)却系统要保障,禁止冷却水中断,以防端面升高,润滑膜闪蒸而降低密封端面的润滑,加剧磨(mó)损;
2)机械密封在安装过程(chéng)中,要给密封(fēng)端面浇一些润滑油(机油或黄油均可)。以防止起(qǐ)泵时。密(mì)封端面由于缺(quē)乏润滑而造成的干摩擦;
3)采用清洁的外冲洗是(shì)解决溶剂颗粒堆积的比较有效的方法之一,但这种方法浪费较大,而且各(gè)种泵的介质、温度、压力(一般要求冲洗液压力比介质侧压力(lì)高0.07~0.12MPa)又各不(bú)相同(tóng),外(wài)冲洗(xǐ)系统结构就更繁杂,加之外冲洗设施的投入以(yǐ)及维护费用的消耗,有时会造成(chéng)弊大于利,尤其是一些中小(xiǎo)型企业。
因此许多企业的封油系统弃之不用,或者就没有设这套系统,针对这些情况,建议(yì)使用配用隔离介质的多密封结构,如油浆泵、回炼(liàn)油泵等,使用双端面机械密封,在两组密封端面(miàn)之(zhī)间充满(mǎn)隔离介质(干净的机油等),这种结构可有效地延长(zhǎng)机械密封的使用寿命,一般可达6000~8000h以上。
另外,采用这种考虑以下两点:
①靠近叶轮的一组密封端面材(cái)料选用“硬对硬”结构(如YG6-YG6);而(ér)靠近(jìn)机械密封压盖的一组密封端面既可选用浸铜或锑的碳——石墨对碳化钨或碳化硅;
②对高温油泵选用(yòng)的隔离(lí)介质,要具有热分解温度(dù)、自燃点、闪点高(一(yī)般在260℃以上)、热氧化稳定(dìng)性好、高温蒸发(fā)损失小的特点。
4.液态烃泵用机械密封的选用
液(yè)态烃介质(zhì)是一种(zhǒng)低温液化气体,具(jù)有低沸点(diǎn)、低粘度、高(gāo)蒸汽压等特性。在这种工况下(xià)应用(yòng)的机械密封,会使密封材料(liào)出现冷脆性,大(dà)气中的水汽会在密封装置的大气侧面上冻结,摩擦副端面液膜容易汽化等。尤其是当介质稍有泄漏,漏(lòu)出的液态烃在大气侧立即(jí)汽(qì)化,带(dài)走大量热,机械密封环境温度急剧(jù)下降,使用一般的密封材料,如橡胶(jiāo)或聚(jù)四氟乙烯普遍变脆,导致密(mì)封失效(xiào),泄漏增大而不可收拾。
有些企业采用双(shuāng)端面机(jī)械密封,在介质和大气端设一(yī)隔离室,其间通以封油以缓和低温的影响。但这种结构复杂且需配封液系统。据经验(yàn),使用波纹管机械密封比较好,主要表现在用金属波纹管(guǎn)和柔性石(shí)墨代替(tì)辅助密封(fēng)圈,解决了密(mì)封圈材料发生冷脆(cuì)而失弹(dàn)及缓冲(chōng)作用的(de)问题,如DBM型、YH-604/606/609型等。
a)金属(shǔ)波纹管材料选用耐(nài)低(dī)温(wēn)、塑性及韧性好的哈-C,AM350,Carpenter20等;
b)摩擦副材料在两种特殊情况下选用:
1)对连续运(yùn)转的设备,介质内若含较多的固体颗粒,此时(shí)选用“硬(yìng)对硬”结构(在实际中选了YG6—YG6)较好,一般连续运转寿命8000h以上(shàng);
2)对间歇性的运转设备,摩擦副选用碳化钨或碳化硅对特种石(shí)墨。
c)由于在低温条(tiáo)件下,摩擦副端面的汽化对机械密封性能影响很大,除选(xuǎn)取(qǔ)较合适的材料外,合理选用(yòng)端面比压(主要是波纹管的压缩量,一般比通常使用中所给的压缩量大15%~30%为宜),在(zài)机械(xiè)密(mì)封(fēng)元件靠近大气(qì)侧通入25℃左右的冷却水,以改善摩擦副润滑环境。