干气密封在甲醇泵上的应用

FLUID MACHINERYvoL.37,No.8,2009文章编号:1005-0329(200)08-004004千气密封在甲醇泵上的应用陈先银(中国石化安庆分公司安徽安庆246001)摘要:以中石化安庆分公司化肥部甲醇洗装置P20泵密封改造为实例,阐述了干气密封的结构原理以及在特种工况泵上的应用。关键词:干气密封;甲醇泵;应用中图分类号:TB42文献标识码:Adoi:10.3969/jisn.1005-0329.2009.08.010Application of Dry Gas Seal in Methanol PumpCHEN Xian-yiAnqing Branch, SINOPEC, Anqing 246001, China)Abstract: Taking the seal reformation in Rectisol Wash Unit P2202 pump of Anqing Branch for example, the basic informationof dry gas seal, including basic structure, working principle, basic forms and its application in the special pump, is introductedKey words: dry gas seal; methanol pump; application1千气密封简介弹簧座1.1千气密封的结构干气密封是可控间隙的非接触式机械密封,密封端面间为气膜。干气密封可满足高PV值、长质合金寿命和高可靠性的要求轴套干气密封有多种结构形式,但其基本原理同不锈钢)机械密封一样,是通过垂直于旋转轴线的一对或多对密封端面来实现密封。动环通过轴套固定在定位环锁紧套旋转轴上,并随轴一起旋转静环安装在密封端盖(锈的(壳体)中,如图1所示干气密封的工作原理详见文献[1、2]。干气图1干气密封结构示意密封的核心技术是其端面开槽技术。目前国内外泵用干气密封从结构上大致分为3类:密封制造企业比较常用的槽形有单向旋转螺旋(1)TM1IA型干气密封:采用“气体阻封”替槽、双向旋转T槽、双向旋转半圆槽、单向旋转代传统的“液体阻封”,在密封低温易挥发类介质字螺旋槽等。时其有极高的可靠性;1.2干气密封的分类(2) TMIlB型干气密封:采用两套干气密封透平离心压缩机上普遍采用干气密封,在一些装置,中间充密封气。对工艺介质无污染能近年来,干气密封的应用日益普及,不仅大型串联布梦介盾的高度置的关键泵上,尤其是利用液封很困难的泵上,也中国煤化工密封与接触式开始采用干气密封。机械CNMHG密封,干气密封收稿日期:200904-27修稿日期:2009-07-15009年第37卷第8期流体机械41为备用密封。主密封失效后,干气密封短时间内干气密封的端面接触的是干净气体。起到主密封作用,防止工艺介质向大气泄漏。(2)为使介质的杂质不影响干气密封的正常工作,采用了前置缓冲液进行冲洗,为使结构简2干气密封在P220MB泵上的应用单,直接利用泵出口过滤后的干净介质作为缓冲液,同时在泵介质与密封缓冲液之间增加一道螺2.1P2202AB泵简介旋密封,以阻隔杂质不进入缓冲液保护干气密封P202A/B泵是中石化安庆分公司化肥部低正常工作。温甲醇冲洗装置上再吸收塔循环泵,介质为富原机壳上各个孔口也作相应调整,对应关系H2S甲醇,设备型号:10×12-21N,它是卧式单级如表2所示。泵,采釆用机械密封。泵的工艺参数如表1所示。表1P202泵工艺参数缓冲液进口主密封气进参数数值进口压力(MPaG)出口压力(MPaG)流量(m3h)转速(/min)入口温度正常-53℃,最低-70℃2.2P2202AB泵密封改造P202A/B泵原机械密封为国外进口机械密封,如图2所示。密封液采用乙醇,由于泵的工艺图3P222泵干气密封结构示意介质(甲醇)中含有较多的杂质颗粒(大多由于管道腐蚀所产生),使得机械密封的摩擦副端面磨0.23MPaA损严重,机械密封寿命很短,需经常对甲醇泵机械密封进行更换,造成维修工作量大、维修费用高。在这种情况下,2008年4月对甲醇泵机械密封进行改造图封液进口封液出口10.657MPaA25MPaGL=0.4MPaGPCLL__g 0.7MPaG图2P202泵机械密封结构示意由于密封液和介质均属易汽化物质,并且介图4P202泵干气密封控制系统示意质中含有很多杂质,对普通机械密封容易产生负表2机壳孔口对应关系面影响,根据该泵的工艺参数以及实际工况的特原机械密封现用干气密封点,提出以下两点改造方案中国煤化工A(1)为克服介质易挥发造成机械密封端面干进气孔口摩擦,主体密封采用干气密封,密封型式选择CNMHGTMlA型干气密封(图3、图4),从而不受介质汽干气密封工作时,主密封气压力为0.7MPaG化的影响同时通过主密封气体的过滤控制,使得的管网低压氮气经过滤器过滤后,气体的过滤精FLUID MACHINERYvol.37,No.8,2009度达到1pm,经自立式压力调节阀、流量计进人调节都可以根据这两块压力表的值调到干气密封密封腔体。为保证泵安全工作,当氮气的压力低工作需要的理想状态。至0.4MPaG时,由自立式调节阀后安装的压力开关仪表控制甲醇泵联锁停机。3结语干气密封的前置缓冲是从泵的出口管路引过来的介质液体一甲醇,经过滤器过滤掉所含的杂目前,干气密封在甲醇泵上的应用还少,但在质颗粒后,充人干气密封的前置缓冲液腔,以保护液态烃等泵上的应用已开始推广。虽然干气密封干气密封的密封端面不会被泵内脏的介质污染。的成本远高于机械密封,但是它能长周期的运行2.3改造效果使其运行维护成本和机械密封相比大大降低,特P20泵干气密封自2008年10月投用至别是在高度强调健康、安全、环保的今天,干气密今,运行情况良好,各项技术参数均在控制范围以封表现出了突出的优越性。内P2202泵干气密封控制系统仍有可改进之参考文献(1)由于甲醇冲洗装置的介质含杂质颗粒物[1]顾永泉机械密封实用技术[M].北京:机械工业出较多,P2202泵的前置缓冲液只有一路过滤器,当版社,2001它堵塞时,必须停机清洗过滤器。建议采用一开[2]顾永泉流体动密封[M].北京:石油大学出版社备两个过滤器并联,当一路过滤器堵塞时,可以切换到另一路,而泵不会因此停机;也可在过滤器前加1个大的粗过滤器,延缓过滤器的堵塞。作者简介:陈先银(1962-),男,工程师,通讯地址:246001安(2)在P202泵的平衡管处和缓冲液孔板后徽安庆市中石化安庆分公司物资供应中心。应各加装1块压力表,缓冲液和主密封气压力的(上接第24页)内速度和压力等参数的分布情况,有助于了解风5结论机内部流动规律,为离心风机蜗壳的改进设计提供参考。(1)3种不同的方法绘制的蜗壳几何外形存在明显的差异,方程法绘制的蜗壳径向尺寸最小,參考文献不等边基元法绘制的蜗壳体积比等边基元法稍[1]续魁昌.风机手册[M].北京:机械工业出版社,(2)从流场图来看,在大比转数的情况下,等边基元法和不等边基元法绘制的蜗壳在风机内部2]机械工业委员会风机产品样本M].北京:机械工流场上没有明显区别,风机的整体性能相近。方业出版社,1988.程法绘制的风机径向尺寸小,流道内扩压不充分,【3]成心德离心通风机[M北京:化学工业出版社,导致动压较高,并且在蜗舌附近出现较大的回流[4]王福军.计算流体动力学分析-CFD软件原理与应与蜗壳壁面冲击损失过大,风机出口流动状态很用[M].北京:清华大学出版社,2004差如要应用于生产,需加大蜗壳径向尺寸并对蜗[5]孙长辉,刘正先,王斗,等蜗壳变型线改进离心风舌及出口处作改进。在3个风机流道内都存在不同程度的涡流,气体在流道内的流动是麻花状的中国煤化工35(4):15扭曲流动如果要提高效率,则可通过防涡罩来提CNMHG研究生,主要从事流高效率;体机械的数值分析方面的研究通讯地址:300380天津市西青区(3)通过数值模拟,能很好地获得风机流场天津理工大学主校区机械匚程学院07研究生