[实用新型]具有多套机械密封的耐高压冲洗系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种离心泵的轴封冲洗系统。特别是涉及一种多级多套顺装机械 密的串联而形成逐级压力递减的具有多套机械密封的耐高压冲洗系统。

背景技术

在离心泵和转子泵轴封系统的API682标准附录D中标准密封52、53冲洗方案系统 内部循环流体的压力各有不同，如图1和图2所示是52冲洗方案的现有技术，两套面向背配 置机械密封之间的液体是不带压力且可以循环流动的缓冲液。其中，

图1和图2是现有技术2CW-CW带有缓冲液的集装双接触式湿密封，是不带压力(与 大气相通)且可以循环流动的缓冲液冲洗系统原理简图(图1)和内部结构细节示意图(图 2)，它的作用主要是对介质端机械密封摩擦副进行冷却。2004版的API682标准里第115页 ‘A.4对密封选择程序表7-表9的说明’中第117页‘A.4.11方案52’内容：

方案52或布置2不加压双封系统用于不允许出现向大气侧泄漏的工况。方案52系 统由双密封注入其中缓冲流体组成。在密封储罐内装有缓冲流体，密封罐的出口与排气装 置相通，从而保持缓冲流体的压力接近大气压力。内侧密封泄漏的结果是介质泄漏到缓冲 液中。实际上总会有一定的泄漏发生。

方案52在蒸汽压高于缓冲流体压力的非聚合洁净介质中使用时效果最好。这类介 质在密封罐中会发生闪蒸，蒸汽逸出到排气装置。如果介质的蒸汽压力低于缓冲流体或密 封储罐压力，泄漏出来的流体将保持液态并会污染缓冲流体。

如果内侧密封泄漏不能及时发现，则大量工艺流体将取代缓冲流体，使两个密封 之间完全充满介质。在这种情况下，外侧密封泄漏会导致介质逸出大气。

方案52不宜用于脏的或易聚合介质。在这种情况下应考虑选用方案53。

图3和图4是53冲洗方案的3CW-FB配置，两套机械密封之间带有高于泵腔物料的压 力并且可以循环流动的阻隔液的面向背集装双接触式湿密封冲洗系统原理简图(图3)和内 部结构细节示意图(图4)，该系统有两个作用，一个作用是对介质端机械密封摩擦副进行冷 却，另一个作用是一旦介质端机械密封泄漏，泄漏的方向一定是阻隔液泄漏到泵腔的物料 里，绝不会是物料泄漏到阻隔液里继而泄漏到大气端机械密封之外的大气里去污染环境。 2004版的API682标准里第115页‘A.4对密封选择程序表7-表9的说明’中第117页‘A.4.12方 案53a、53b、53c’内容：

方案53或布置3加压双封系统用于不允许向大气侧泄漏的工况。方案53a系统由双 封及注入其中的阻塞流体组成。阻塞流体在密封储罐内，该储罐的压力高于泵密封腔的压 力约1.5巴(23psi)。内侧密封泄漏的结果是阻塞流体漏入介质中，在实际应用中，总会发生 一定的泄漏。如果密封腔压力变化明显或大于500psig，利用差压调节器使外密封压力大于 泵密封腔压力20-25psi，可减小外密封应力。

方案53b也是加压双封，它与方案53a不同的是利用气胆式蓄压器产生的压力来维 持密封的循环。

方案53c也是加压双封，它是采用活塞式蓄压器使压力维持的密封腔压力之上。

与方案52相比，方案53更多的是用在脏的、具有磨蚀性或易聚合介质中。在这样的 环境中，若选用方案52，可能会损害密封端面或给缓冲流体系统带来问题。方案53的两个缺 点必须考虑：第一，实际使用时总会有一定的阻塞流体漏入介质中。通常，这种泄漏是微小 的，其泄漏量可通过观察密封罐液位来监测。因此介质必须能容许阻塞流体对其产生少量 的污染。第二，方案53系统依赖于密封罐的合适压力。如果密封罐压力下降，系统将开始出 现类似于方案52或不加压双封的工作状况，无法实现完全密封。特别是随着时间的推移，内 侧密封的泄漏方向将发生反向，阻塞流体被工艺流体污染，继而发生问题，包括可能出现的 密封失效。

无论是选择单端面或是双端面机械密封，也无论是采用API682标准中的任何冲洗 方案，离心泵的总压力都是由一套机械密封单独完成。无非有下面三种情况：

1、单端面机械密封：高压物料端与低压大气端只有唯一的一套机械密封来阻隔 (API682中的布置1)，所以只有这套机械密封来承担整个离心泵的总压力差。