【摘要】离心泵机械密封辅助系统可在三个方面对密封工况进行控制和改善：即温度控制功能、流体替代功能和清除杂质功能。合理选用机械密封辅助系统冷却液，不仅从根本上改善密封件的工作环境，延长密封件使用寿命，保证机械密封的工作稳定性、可靠性及安全性，而且还能创造经济效益。本文以××油田的××联合站为例，介绍如何通过改造机械密封辅助系统工艺来改变冷却液，并提高经济效益。
【关键词】机械密封 冷却液 工艺改造 经济效益
机械密封的损坏是石油化工装置中离心泵故障停机的主要原因。提高机械密封使用寿命，除传统的改进密封件的材料和结构方法外，最行之有效且经济的手段是合理采用机械密封辅助系统：机械密封系统是通过加入一套辅助设备，来改变密封件工作环境的操作工况，如对介质种类、腐蚀性、温度、压力、粘度、含杂质粒度与浓度、危害危险程度等进行调节控制，这样就把苛刻的高参数工况转化为普通工况，从根本上改善密封件的工作环境，延长了密封件的使用寿命，保证了机械密封的工作稳定性、安全性及可靠性，同时合理选用机械密封辅助系统所用冷却液，还能大幅降低设备的运行成本。
1 机械密封辅助系统的功能
离心泵的机械密封装置一般组成结构为：主密封，副密封，辅助系统。其中主密封的作用是对管道中的工作介质起密封作用，副密封对主密封起辅助密封作用，而辅助系统主要是为主密封及副密封提供良好的周围环境和保证主密封在最佳工作条件下工作。机械密封辅助系统可在三个方面对密封工况进行控制和改善，即温度控制功能、流体替代（阻塞/缓冲）功能和清除杂质功能。
1.1 温度控制
机械密封辅助系统最主要的功能是温度控制，常见方法如下：冲洗、冷却、背冷和循环4种。冲洗的方法是一种控制温度、延长机械密封寿命的最有效措施。冲洗可以带走系统产生的热量，有效降低轴封箱温度，防止液膜汽化，改善润滑条件，防止杂质集积和气囊的形成。冲洗可按冲洗液的来源分类：自（内）冲洗和外冲洗[1]。
1.2 流体替代（阻塞/缓冲）
在某些特定的工况下，单端面密封无法满足实际生产中的密封要求，这时就必须采用有压或无压双重密封，引入阻塞/缓冲流体来代替被密封的介质，例如以下情况：
（1）具有毒性或爆炸危险性的介质；
（2）强腐蚀性介质；
（3）润滑性差或无润滑性的介质等。
1.3 清除杂质
在油田的日常生产过程中，用离心泵泵送的管道介质经常含有各种杂质，如污垢、结晶物、固体颗粒等，这些杂质将会增加密封件损坏速度，因此必须采取措施消除[2]。
（1）在密封介质进入密封室前，采用过滤器将固体杂质分离掉。过滤器用于杂质浓度不高的场合（小于2%），否则过滤器需经常清洁再生，一般为10～50um。
（2）采用外冲洗方法，使得固体杂质难以侵入密封面。在介质中杂质含量较大，温度较高时，推荐采用该方法[3]。
（3）调节温度，以防止结晶，对某些溶剂泵密封，此方法较为适用[4]。
××联合站目前采用外冲洗的方式，即利用清水注入密封室进行冲洗，来达到控制机械密封的温度以及清除杂质的目的。
2 以××联合站为例介绍离心泵机械密封辅助系统流程改造
××联合站2#注水站主要负责将原油处理脱出的污水进行净化处理，然后由注水泵组将处理后的污水增压后输送至各注水管网。目前采用的注水泵为重庆水泵厂制造的高压离心泵，型号：ZDS120-180，额定流量：Q=120m3/h；入口压力：P≥0.1MPa；扬程：H=1575m；功率：1250KW；转速：2980r/min。一直以来，该注水泵组机械密封辅助系统选用生活用清水作为冷却液，由2台清水管道泵（一用一备）将清水增压至0.3MPa后输送到注水泵高低压端的机械密封处。
××年底，××联合站注水泵组机械密封冷却系统进行了小小的工艺改造，即在3#高压注水泵进口DN350管线与清水管道泵进口间增加一条DN32连通管线（工艺流程如图1所示），从而达到了用处理过的污水来代替清水作为冷却液的目的。由于改造后机械密封冷却介质与注水泵组输送的介质为同一介质，故运行过程对机械密封不会造成影响。
3 经济效益
通过小小的改造，不仅能满足现有工艺、设备的运行要求，还节省了大量冷却用清水，创造了较大经济效益。节水量及经济效益详细计算如下：
3.1 年节水量的计算
清水管道泵排量：4 m3/h；
年节水量为：4 m3/h×24h×365=35040m3；
3.2 年经济效益的计算
生活用清水单价：6.38元/ m3；
年经济效益为：35040 m3×6.38元/ m3=22.3555万元。
4 结束语
为机械密封辅助系统选用正确、合理的冷却液，不但可以改善离心泵的密封效果，大大提高离心泵及其机械密封的使用寿命，确保机械密封的安全性、工作稳定性及可靠性，而且还能降低运行成本，提高经济效益。
参考文献
[1] 郑小挺.离心泵机械密封辅助系统的选用[J].化工设计，2005，15（1）：24-28
[2] 王汝美.机械密封冲洗的效益[J].流体机械，1986，（06）
[3] 刘后桂.介绍一种新型的机械密封[J].润滑与密封，1980，（06）
[4] 程功.现代机械密封技术闯关[N].中国乡镇企业报，2001
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