泵用机械密封冲洗系统试运及操作方法

1泵用机械密封冲洗系统试运及操作方法

2由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置称为机械密封。 2.1 机械密封的基本要求

3一般地，机械密封的设计和运行必须满足其整个工作寿命期间若干基本要求。这些基本要求是：

 液体必须始终与密封界面的进口接触。

 界面进口处的液体必须小于局部压力下的沸点温度。  补偿环必须始终保持自由灵活且轴向自动调节。

 补偿环和非补偿环都必须防止在扭转载荷下相对轴或腔体打滑和旋转。  当轴在轴向移动时，尤其当未加压时，弹簧力必须足以使密封端面保持接触。  至少一个密封环应为高导热率材料。

 一个密封端面应为耐磨材料，当磨损时保持光滑。  高速下，非补偿环应旋转并且致密，具有均匀轮廓  密封应为平衡型。 3.1 机械密封的冲洗分类

4机械密封的冲洗是一种控制温度、延长机械密封寿命的最有效措施。冲洗的目的在于带走热量、降低密封腔温度，防止液膜气化，改善润滑条件，防止干运转、杂质沉积和气囊形成。按照API682标准，根据密封冲洗方案的不同，大致可分为20种，分别是：

5单封方案：plan01，plan02，plan11，plan13，plan14，plan21，plan23，plan31，plan32，plan41。

6双封方案：plan52，plan53A，plan53B，plan53C，plan54。 7急冷方案：plan62。

8干气密封：plan72，plan74，plan75，plan76。泵用干气密封在我厂暂时没有使用，故不作介绍。

8.1 机械密封及冲洗系统组成

9机械密封组件一般由四大部分组成：

 由静止环和旋转环组成的一对密封端面，该密封端面也称为摩擦副，是机械密封的

核心；

 以弹性元件为主的补偿缓冲机构；  辅助密封机构；

 使动环和轴一起旋转的传动机构。

10机械密封冲洗系统由压力罐、换热器、过滤器、旋液分离器、孔板等基本器件组成。此外，还包括密封腔、端盖、轴套、端盖辅助密封件、泵送环、管件、阀件、仪表等。 10.1 机械密封冲洗系统试运及操作法

11尽管泵用机械密封的种类较多，但本厂所用到的机械密封的种类并不多，只有少数几种，如：plan11，plan13，plan21，plan23，plan32，plan52，plan53A，plan53B，plan53C和plan62等，本试运方案仅对以上几种机械密封从原理、应用场所、流程说明、使用方法及注意事项等几个方面作一下简单介绍。 11.1.1 方案11 11.1.1.1 原理简述

12Plan11一般用于内置式单端面密封、串联密封中内侧端面的密封冲洗，用泵送介质直接冲洗密封端面，属于自冲洗一类。

13Plan11机械密封冲洗系统通常使用在下列场所：  清洁流体。

 清洁、非结晶结焦流体。 13.1.1.1 流程说明

14将工艺介质从泵的出口引出，通过限流孔板限流后，由密封压盖正上方的开孔引入密

封腔对密封进行冲洗、冷却，冲洗管线上不设切断阀门。

15其作用主要表现在三个方面：一是带走密封腔室的热量，二是可以使密封腔室放气，三是增加密封腔室的压力和沸点温度。 15.1.1.1 投用前的准备工作

 拆开冲洗管线，封好泵体接管管嘴，防止杂物进入。用干净的风将管线吹扫干净，

然后立即回装。

 冲洗管路上孔板安装正确。

 用手盘动联轴器，检查轴是否轻松旋转。  检查完毕后，灌泵，方可启泵。 15.1.1.2 操作步骤

 plan11方案随泵启停，泵启动后需要检查判断冲洗液是否通畅。

 检查密封的泄漏、发热情况。一般在开始时有轻微的泄漏情况，但经过一段时间后

逐步减少。

 运转考验合格后即可转入操作条件下的正常运转。 15.1.1.3 停车

16 密封冲洗系统随泵的停运而停止。 17

17.1.1 方案13 17.1.1.1 原理简述

18Plan13是立式泵的标准密封冲洗方案，用于单端面密封冲洗。冲洗介质从密封腔流出，然后返回到泵入口，对密封端面进行冲洗冷却，同时将密封腔中气体排出，属于自冲洗一类。

19Plan13机械密封冲洗系统通常使用于下列场所：  立式泵。

 密封腔压力高于入口压力。  干净的、非结晶的流体。 19.1.1.1 流程说明

20将工艺介质从密封腔由密封压盖正上方的开孔引出，然后通过限流孔板限流返回至泵入口，对密封端面进行反冲洗、冷却，冲洗线上不设切断阀门。

21其作用主要表现在三个方面：一是带走密封腔室的热量，二是可以使密封腔室放气。

PLAN1321.1.1.1 投用前的准备工作

 拆开冲洗管线，封好泵体接管管嘴，防止杂物进入。用干净的风将管线吹扫干净，

然后立即回装。

 冲洗线管路孔板安装正确。

 用手盘动联轴器，检查轴是否轻松旋转。  检查完毕后，灌泵，方可启泵。 21.1.1.2 操作步骤

 plan13方案随泵启停，泵启动后需要检查判断冲洗液是否通畅。

 检查密封的泄漏、发热情况。一般在开始时有轻微的泄漏情况，但经过一段时间后

逐步减少。

 运转考验后即可转入操作条件下的正常运转。 21.1.1.3 停车

22密封冲洗系统随泵的停运而停止。 23

23.1.1 方案21 23.1.1.1 原理简述

24Plan21一般用于内置式单端面密封，泵送介质温度100～250℃，泵出口介质通过冷却后冲洗密封端面，属于自冲洗一类。

25Plan21机械密封冲洗系统通常使用于下列场所：  清洁的、中温、且凝点较低流体。 25.1.1.1 流程说明

26将工艺介质从泵的出口引出，通过限流孔板限流后经密封冷却器冷却至凝点以上，然

TIPLAN21后由密封压盖正上方的开孔引入密封腔对密封进行冲洗、冷却，冲洗管线上不设切断阀门。

27其作用主要表现在两个方面：一是降低密封腔的工作温度，使辅助密封材料要求降低；二是可以使密封腔室放气。 27.1.1.1 投用前的准备工作

 拆开冲洗管线，封好泵体接管管嘴，防止杂物进入。用干净的风或低压蒸气将管线

吹扫干净，然后立即回装。  冲洗管路上孔板安装正确。  冷却器冷却水管线冲洗干净。

 用手盘动联轴器，检查轴是否轻松旋转。  检查完毕后，灌泵，方可启泵。 27.1.1.2 操作步骤

 投用密封冷却器，冲洗液流动随泵启停，泵启动后需要检查判断冲洗液、冷却水是

否通畅。

 检查密封的泄漏、发热情况。一般在开始时有轻微的泄漏情况，但经过一段时间后

逐步减少。

 检查冲洗液冷后温度是否过高。

 运转考验合格后即可转入操作条件下的正常运转。 27.1.1.3 停车

28 密封冲洗系统随泵的停运而停止，待泵完全停止后停用密封冷却器冷却水。 28.1.1.1 注意事项

 启泵前，先投用密封系统。

 正常操作时，定期检查冷却器冷却器效果。 29

29.1.1 方案23 29.1.1.1 原理简述

30Plan23机械密封冲洗系统用于单端面密封冲洗，尤其适用于热水泵的密封冲洗。锅炉给水泵和热水循环泵，由于泵送热水温度处于100～250℃，为饱和水，润滑性能很差且易气化，会导致密封面快速磨损。在该方案中，介质从密封腔经泵送环泵送出来流经冷却器冷却后再回到密封腔中的机械密封端面处，对密封进行冲洗、冷却，属于自冲洗一类。

31Plan23机械密封冲洗系统通常使用在下列场所：

 温度大于250℃的热烃介质。  炉给水和超过80℃热水。  清洁、非结晶流体。 31.1.1.1 流程说明

32工艺介质从密封腔通过泵送环泵送进入冷却器冷却后，再返回到密封腔中的密封端面处。冲洗线上不设切断阀门。

33其作用主要表现在三个方面：一是采用循环冷却，所需的冷却面积较小；二是改善密

PLAN13TIPLAN23封端面液膜性能；三是降低密封腔的工作温度，使辅助密封材料要求降低。 33.1.1.1 投用前的准备工作

 拆开冲洗管线，封好泵体接管管嘴，防止杂物进入。用干净的风或低压蒸气将管线

吹扫干净，然后立即回装。  冷却器冷却水管线冲洗干净。

 检查机械密封的辅助装置、冲洗线管路、冷却器安装正确，冷却器标高符合要求。  检查完毕后，冷却器放空关闭。  用手盘动联轴器，检查轴是否轻松旋转。  检查完毕后，灌泵，投用冷却水后，方可启泵。 33.1.1.2 操作步骤

 冲洗液排污和低点排凝等阀门关闭。

 密封罐冷却水投用，通过视镜确信处于流动状态。

 灌泵，即可启泵，检查密封等泄漏状况，密封液高点放空，气体排净后关闭。  经运转考验后即可转入操作条件下的正常运转，密封即正常投用。 33.1.1.3 停车

34 密封冲洗系统随泵的停运而停止，待泵完全停止后停用密封冷却器冷却水。

34.1.1.1 注意事项

 启泵前，先投用密封系统。

 正常操作时，定期检查冷却器冷却器效果。 35

35.1.1 方案32 35.1.1.1 原理简述

Plan32机械密封冲洗系统适用于含固体颗粒或污染物的场合中，适当、清洁、冷却的外部冲洗液可以大大改善密封环境，起到降低密封腔的工作温度、提高密封腔的工作压力。在真空装置中还可以通过提供冲洗来阻止空气通过密封面进入。

36Plan32机械密封冲洗系统通常使用在下列场所：  脏的流体、纸浆等。  高温场所。

 易结晶或易氧化流体。 36.1.1.1 流程说明

37密封系统是将外部来的温度较低的工艺介质直接注入密封腔，对密封断端面进行冲洗、冷却，冲洗线上设有切断阀门和单向阀。

38其作用主要表现在三个方面：一是带走密封腔室的热量；二是隔离泵送介质；三是增

PIFITIPLAN32加密封腔室压力、降低蒸汽压。 38.1.1.1 投用前的准备工作

 用干净的风或低压蒸汽吹扫过滤器前的封油系统管线。

 拆开冲洗管线与泵体相连的接头，封好泵体接管管嘴，防止杂物进入。用干净的风

或低压蒸气将过滤器后的管段吹扫干净，然后立即回装。  冷却器冷却水管线冲洗干净。

 冲洗线管路、过滤器、单向阀、流量计安装正确。  检查完毕后，用手盘动联轴器，检查轴是否轻松旋转。  投用外部冲洗液后方可启泵。 38.1.1.2 操作步骤

 投用外部密封冲洗液，通过视镜确信处于流动状态。  灌泵，即可启泵。

 经运转考验后即可转入操作条件下的正常运转，密封即正常投用。 38.1.1.3 停车

39密封冲洗的停运应在停泵之后，待密封腔完全冷却后方可关闭外供冲洗液闸阀。如果泵正常备用应保持冲洗液一定的流量。 39.1.1.1 注意事项

 启泵前，先投用密封系统。

 正常操作时，定期检查外部密封冲洗液的流动状况及温度。 40

40.1.1 方案52机械密封试运行操作法 40.1.1.1 原理简述

41Plan52机械密封冲洗系统由具有缓冲液的串联密封组成，内侧密封为主密封，外侧密封作为备用安全密封，当主密封失效后，备用安全密封接替主密封工作并触发压力报警信号，缓冲液包含在密封罐中，密封罐为无压串联密封的外侧密封提供缓冲液，根据API682标准，密封罐的容积最小为20升，当正常运行时，循环液通过固定在轴套(集装式密封)或轴(非集装式密封)上的内部泵送环强制循环来维持，密封罐与排气系统(通常为火炬)相连，这样密封罐就可以连续向排气系统排气，使得缓冲罐的压力与大气压力接近，并且低于密封腔压力，内侧密封将泄漏到缓冲液中。由于缓冲罐的压力低于密封腔压力，不能为内侧密封提供冲洗，所以内侧主密封的冲洗通常采用plan11方案，即由被密封介质直接冲洗内侧密封，在plan11中介质从泵的出口经过孔板通向密封腔，对密封进行冷却、冲洗，同时将密封腔中的气体排出。对于清洁介质，它是经常使用的方案。一般情况下，机械密封按照在外周有较高压力流体的方式布置，被密封压力作用于补偿环与非补偿环的外径。

42为了监视内侧密封的运行状况，密封罐上装有压力报警指示装置，操作人员可通过密封罐的压力变化来判断内侧密封的泄漏情况以及是否失效。为了带走外侧密封运转过程中产

生的摩擦热，在密封罐内还设有冷却水盘管。另外，由于在运转过程中总会有少量的缓冲液泄漏到大气中，所以密封罐上还设有液位报警指示装置，提醒操作维护人员及时补液。

43Plan52机械密封冲洗系统通常使用在下列场所：  易挥发的烃类介质。

 有当地规范或条例所指的危险物。  高浓度的H2S。

44由于Plan52机械密封冲洗系统的主密封通常采用由被密封介质直接冲洗的plan11方案，所以Plan52不宜在脏的或者易结晶的介质中使用。 44.1.1.1 流程说明

常开PSPIFIPLAN5245第一道主密封必须采用自冲洗方案（一般为plan11或plan13），其作用在前面已经叙述。

46第二道安全密封采用循环缓冲液冲洗，称之plan52，为了阻止密封罐内沉淀的颗粒带入机械密封，缓冲液从密封罐离底部一定距离的位置流出，进入安全密封的密封腔中对密封端面进行冲洗、冷却后，通过泵送环泵送回密封罐中，从而维持缓冲液的循环、冷却。由于密封液是依靠重力进入密封腔中，所以密封罐的安装高度要严格标准执行，通常罐底部至密封压盖中心线的垂直距离为0.45～0.6m。

47从主密封漏出的泄漏气通过密封罐上的放空阀去火炬系统，罐的底部和进、出安全密封的管线低点均设有排污阀。罐的上部备有注油用的阀门。

48循环水从罐的底部进入，经过盘管对密封液冷却后，由罐底部出来返回循环水系统。 48.1.1.1 投用前的准备工作

 拆开冲洗管线与泵体相连的接头，封好泵体接管管嘴，防止杂物进入。用干净的风

将过滤器后的管段吹扫干净，然后立即回装。

 冷却器冷却水管线冲洗干净。  冲洗线等管路连接正确。

 密封罐用油清洗干净后排净，并装上合格的规定牌号的密封油至合适液位，泄压放

火炬线排气。

 检验检查密封罐上的压力、液位等报警指示装置是否好用。  密封罐冷却水线、，冲洗线等密封接头有无漏点。

 所有检查完毕后，用手盘动联轴器，检查轴是否轻松旋转，方可启泵。 48.1.1.2 操作步骤

 冲洗液排污和低点排凝等阀门关闭。

 泄压放火炬阀打开，压力指示正常，以防主密封承受反压，损坏机械密封。  投用密封罐压力、液位等报警指示装置，一旦液位报警则及时补充缓冲液，如果压

力持续超高，则需换泵处理机械密封。

 密封罐冷却水投用，通过视镜确信处于流动状态。

 灌泵，即可启泵，检查密封等泄漏状况，无问题后，密封即正常投用。 48.1.1.3 注意事项

 泵运行后，泄压放火炬阀不能关闭，管线要畅通。  启泵前，一定要先投用密封系统。

 密封罐压力一旦超高，及时切换泵，查找原因。 48.1.2 方案53 48.1.2.1 原理简述

49Plan53机械密封冲洗系统由具有隔离液的串联密封或双端面密封组成，密封罐在有一

外部压力源常开PIPSL常关PIPSLLILSHPIPSLLSLFILILSL补液补液TITIPLAN53APLAN53BPLAN53C定压力（一般高于被密封介质压力的10%）的条件下工作，其压力的来源以及隔离液的冷却等方式不同，根据API682-2标准，Plan53机械密封冲洗系统又分为Plan53A、 Plan53B和

Plan53C三种。Plan53A外接压力源、内置盘管冷却、并设有压力、液位等报警指示装置；Plan53B的压力由内置充气的皮囊提供，采用翅片管直接散热或水冷器方式冷却隔离液；Plan53C的压力由增压活塞提供，活塞下部与泄压衬套后备密封介质相连。有的增压活塞与冷却器设计为一体，有的增压活塞与冷却器分为两体。一体设计的冲洗系统，隔离液在泵送环的作用下，进入压力活塞的上部，通过平衡活塞两边的面积不同，来自动实现循环隔离液的增压，增压后的密封液从下部循环进入密封腔对密封端面进行冷却、冲洗，压力活塞缸体外侧夹套内设盘管冷却隔离液；分体设计的冲洗系统，隔离液在泵送环的作用下，进入冷却器冷却，然后循环进入密封腔对密封端面进行冷却、冲洗，在返回密封腔的管线上接一支管到压力活塞的上部，来实现对隔离液自动增压。

50对于Plan53来说，如果采用双端面密封方式，即面对面的方式，两个密封面的冲洗、冷却均由隔离液来提供。如果采用串联密封的方式，内侧密封必须能承受反压，且需要采用自冲洗方案（一般为plan11或plan13）。

51Plan53机械密封冲洗系统通常使用在下列场所：  烃的挥发速度有限制，一般指液态烃等介质。  有当地规范或条例所指的危险物。  高浓度的H2S。

 脏的或者易结晶的介质。 51.1.1.1 流程说明

52根据方案的不同，plan53的流程略有不同，基本类似plan52。需配备压力、液位报警。 52.1.1.1 投用前的准备工作

 拆开冲洗管线与泵体相连的接头，封好泵体接管管嘴，防止杂物进入。用干净的风

将过滤器后的管段吹扫干净，然后立即回装。  冷却器冷却水管线冲洗干净。  冲洗线等管路连接正确。

 密封罐用油清洗干净后排净，并装上合格的规定牌号的密封油至合适液位，泄压放

火炬线排气。

 检验检查密封罐上的压力、液位等报警指示装置是否好用。  密封罐冷却水线、冲洗线等密封接头有无漏点。

 所有检查完毕后，用手盘动联轴器，检查轴是否轻松旋转。方可启泵。 52.1.1.2 操作步骤

 冲洗液排污和低点排凝等阀门关闭。

 密封罐或压力活塞顶部的放空阀关闭，压力指示正常，要求隔离液压力高于被密封

介质0.2～0.3MPa。

 投用密封罐压力、液位等报警指示装置，一旦压力或液位低报警则及时补充隔离液，

如果不能维持压力、液位，则需换泵处理机械密封。  投用隔离液冷却罐冷却水。

 灌泵，即可启泵，检查密封等泄漏状况，无问题后，密封即正常投用。 52.1.1.3 注意事项

 泵运行后，密封罐或压力活塞顶部的放空阀不能打开。  启泵前，一定要先投用密封系统。