机械密封辅助系统介绍解析
机械密封辅助系统
机械密封辅助系统 －－－Ｇ６３１０Ｒ－标准压力罐辅助系统配置 ＣＹ１０型压力罐辅助系统配置由标准压力罐（Ｇ６３１０Ｒ）、压力表、关闭阀等部件组成。
符合ＡＰＩ６１０方案５２或５３的配置要求。
是最基本的配置形式系统，结构简单，适用范围广，常用于串联和双端面机械密封系统。
用户可以只用此种系统配置，也可根据自己实际使用需要增设测量仪表、手动补液泵等部件。
ＣＹ１１型压力罐辅助系统配置由标准压力罐（Ｇ６３１０Ｒ）、压力表、关闭阀和手动补液泵组成。
符合ＡＰＩ６１０方案５２或５３和ＪＢ／Ｔ ６６２９－９３标准规定。
用户如采用此种系统配置，可以在不停泵的情况下通过手动补液泵对压力罐进行补液。
此系统如作储罐系统，可用于串联式机械密封，如作平衡罐系统，可用于双端面机械密封。
ＣＹ１５型压力罐辅助系统配置由标准 压力罐（Ｇ６３１０Ｒ）、压力表、关闭阀、液位继电器等部件组成。
符合ＡＰＩ６１０方案５２规定。
可接现场报警器或远传报警系统，选定合适的液位高度，可检测到密封是否泄漏，密封运行安全可靠。
安装简便，可用于串联式机械密封辅助系统。
ＣＹ１８型压力罐辅助系统配置由标准压力罐（Ｇ６３１０Ｒ）、压力表、关闭阀、液位继电器和手动补液泵组成一种较完整的密封辅助系统。
符合ＡＰＩ６１０方案５２或５３和ＪＢ／Ｔ ６６２９－９３标准要求。
报警系统检测压力罐内压力和液位，及时发现密封是否泄漏。
运行中可以通过手动补液泵随时对压力罐补充缓冲液。
１．标准压力罐 ２．压力表 ３．关闭阀 ４．孔板 ５．排气口（接排空管线）６．冷却水出口 ７． 液位继电器 ８．压力补液接门 ９．冷却水入口 １０．机械密封 １１．手动补液泵 １２．接气体压源 。
机械密封辅助系统
TS1016
TS2000
TS6000
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53B方案
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方案描述
• 加压的隔离液循环附带气囊式蓄 能器。
• 液体通过双密封中的泵效环驱动 循环。
作用
• 隔离工艺液体。 • 工艺流体零排放。 • 压力高于53A方案。 应用场合
• 与加压双封一起使用。 • 高饱和蒸汽压液体，轻烃。 • 危险或有毒液体。 • 导热流体 • 不干净、研磨性或聚合液体。
• 密封腔压力必须非常接近吸入压 力，以保持适当的流量。
• 典型的故障模式是分离器或管道 堵塞 – 检查管道末端的温度。
51方案
方案描述 由外部蓄液罐提供 无循环的急冷液。
应用场合 应用于与空气接触 后易结晶的介质。
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52方案
方案描述 • 流经封液罐的无压缓冲液循环。 • 流体通过双封中的泵效环驱动循环。 作用 • 外侧密封作为主密封的安全后备。 • 零至极低的工艺介质排放。 • 不允许工艺介质污染。 应用场合 • 与无压双密封（串联）一起使用。 • 高饱和蒸汽压液体，轻烃。 • 危险或有毒流体。 • 导热流体。 注意 • 管道回路必须自行排气至接近大气
• 通过适当的节流孔板和喉部衬套的尺 寸来增加气化余量。
• 定期监控设备入口和出口温度，它能 反映堵塞或结垢的迹象。
22方案
方案描述
•从泵出口经过滤 器、节流孔板和冷 却器对密封进行冲 洗。
•冷却器11方案冲 洗中加强了过滤和 散热。
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应用场合 应用于仅偶尔带有
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21、22方案配套换热器
Heat exchanger
HRV 水冷换热器
API682：2004机械密封辅助系统介绍
机械密封辅助系统介绍API 682：2004yoyo_i整理API 682：2004美国石油协会技术标准：离心旋转泵用轴封系统的附录G编入的是已经应用在工业上的标准冲洗布置和辅助硬件的图纸。
虽然API 682：2004未引入这类布置图纸的全部，但经过买方的同意，他们可以用于特殊情况。
API682 2004：冲洗方案01a）管道和仪表流程图b）密封腔细部图图注：1、进口2、急冷接口/排液接口（Q/D）3、密封腔从泵的出口到密封的完整循环过程，只推荐应用洁净的工作介质。
方案01 ：除了冲洗液冲叶轮后部靠近出口的部位直接引入密封腔以外，方案01与方案11非常相似。
这种冲洗方案仅适用清洁流体。
冲洗方案 1 常用于常温下，且被输送流体非常粘稠或容易固化的情况下，以防止流体在冲洗管内凝固。
对于方案1，要特别注意再循环量的供应要充分满足密封操作条件。
a）管道和仪表流程图b）密封腔细部图图注：1、备日后接循环液体用的堵头接口2、放气口（如果需要）3、加热/冷却进口（HI或CL），加热/冷却出口（HO/CO）4、冲洗口/排液口（Q/D）5、密封腔卧式泵优先采用放气布置。
方案02 ：用于无冲洗流体循环，密封腔一端封闭的情况下，一般用于化工行业中的密封腔压力和温度较低的情况下。
通常，这种冲洗方案采用锥形密封腔以改进流体的流动形式。
这种方案通常用于被输送的介质比较清洁，以防止由于旋涡的作用对密封法兰盘、密封腔或密封部件产生侵蚀作用。
同时也要考虑被密封介质的闪蒸敏感性以避免在密封腔中或密封端面产生闪蒸。
这种冲洗方案也可以用于温度较低的、清洁的、比热较高的流体（水），且泵的转速一般不高。
当采用方案02时，要仔细计算输送介质汽化的温度裕量。
a）管道和仪表流程图b）密封腔细部图图注：1、来自泵的出口2、冲洗接口（F）3、急冷接口/排液口（Q/D）4、密封腔从泵的出口通过限流孔板道密封的循环过程。
冲洗液进入密封腔靠近机械密封端面处冲洗端面，然后穿过密封腔回流到泵。
机械密封53B辅助系统使用说明书
机械密封辅助系统53B系统安装使用说明书沈阳石化电站泵有限公司一、53B系统的工作原理本系统主要由蛇管式换热器、囊式蓄能器、压力及温度指示器及压力报警开关组成。
系统主要应用在API682布置方式3的密封冲洗方案中，通过蛇管式换热器来冷却二级密封在运转时产生的摩擦及搅拌热，并通过密封上的泵送环提供循环动力。
囊式蓄能器为系统提供稳定的压力，保证密封泄漏后系统中压力的稳定，并为系统提供约1.5L的隔离液蓄能补充量。
如系统中隔离液压力低于（介质侧密封腔压力+0.05）Mpa时，则压力报警开关将会产生报警信号，提醒操作者须向系统补充隔离液，补充隔离液可通过系统自带的手动补液泵进行，补液压力可通过压力指示器来读取，一般隔离液压力为（介质侧密封腔压力+0.14~0.17）Mpa。
（隔离液应根据工艺介质特性进行有针对性的选择，尽量选择与工艺介质互溶性较好的介质充当）。
二、53B系统的应用场合本布置方案用于配置方式3的双端面密封中高蒸汽压力及闪蒸烃类介质危险有毒的工艺介质易热传导的介质脏的/有固体颗粒的或易聚合的介质三、53B系统的调试说明1.将管线连接到工作状态，检查系统管线是否有松动及泄漏疑点，检查无误后对囊式蓄能器内出厂所充氮气排放干净；2.检查系统中的阀门，将排液口关闭，其余阀门开启；3.准备好可用氮器瓶及充气工具，将囊式蓄能器最上方的充器孔保护螺母扭下，把充器工具安装到充气孔上，准备对蓄能器气囊进行充气.（充气要求：核对准确所需系统密封腔的具体压力值P1；核对准确后向气囊进行充气，充气压力P2=0.85~0.9P1;注：所充气体必须为氮气）；4.充气完成后卸下充气工具并将充气口保护螺母安装上，此时可对系统进行补液操作：(用补液装置进行补液，注意观察排气孔，保证隔离液充满系统内部，将排气口阀门关闭，继续对系统进行补液操作，此时应观察系统压力表的变化，当压力表的刻度值P3=P1+0.2时，表示充液补压完成，并将补液口处阀门关闭，此时系统便处于工作压力状态)；5.注：以上所有压力值单位为Mpa.P1-密封腔压力；P2-充气压力；P3-正常工作压力；四、故障及维修1. 不循环，进出管路温差小，温升大，压盖温度过高。
004泵用机械密封的辅助设施
３）由于密封端面的磨损而造成的密封
失效
a）摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数 大、端面比压（包括弹簧比压）过大等,都 会缩短机械密封的使用寿命。 b）对于含有固体颗粒介质，密封面进入固 体颗粒是导致使密封失效的主要原因。固体 颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用，使密封 发生剧烈磨损而失效。密封面合理的间隙， 以及机械密封的平衡程度，还有密封端面液 膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒 进入的主要原因。
对于轻烃泵密封，在压盖上不用通冷却水，防止泄漏时 结冰。
对于轻油泵，如果介质温度稍高，在密封腔的夹套中可 通以冷却水降低密封腔中的温度。如果介质温度高，可 在冲洗管路上加冷却器。轻油泵在密封压盖上可以通冷 却水。
18、何种工作条件要选用辅助设施
1)工作温度超过密封件允许温度时； 2)高粘度、低粘度及易挥发介质； 3)有毒及有害介质； 4)含奉机械杂质及有结晶析出时； 5)重型机械密封。
1．安装静试时泄漏 机械密封安装调试好后，一般要进行静
试，观察泄漏量。 如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈
存在问题。手动盘车观察，若泄漏量无明 显变化则静、动环密封圈有问题。
泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副 间存在问题。
此外，泄漏通道也可同时存在，但一般
有主次区别，只要观察细致，熟悉结构， 一定能正确判断。
（6）由于两密封端面失去润滑膜而 造成的失效：
a）因端面密封载荷的存在，在密封腔缺乏液体 时启动泵而发生干摩擦； b）介质的压力低于饱和蒸汽压力，使得端面液 膜发生闪蒸，丧失润滑； c）如介质为易挥发性产品，在机械密封冷却系 统出现结垢或阻塞时，由于端面摩擦及旋转元件 搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升， 也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况。
机械密封辅助系统方案
机械密封辅助系统方案机械密封辅助系统方案PLAN01 从泵盖压力侧引出,至密封腔的内部循环推荐用于清洁、有保温要求的液体,不适用于立式泵PLAN02 无冲洗液循环的封死的密封腔通常用锥形密封腔解决颗粒堆积和散热,不适用于立式泵PLAN11 从泵出口引出,经孔板至密封,冲洗密封推荐用于低粘度、温度低于80 ℃的清洁液体,不适用于立式泵端面后进入泵腔PLAN13 从密封腔引出,经过孔板至泵进口在密封腔压力同泵出口压力接近,腔内液体循环难以形成时使用,通常用于立式泵PLAN21 从泵出口引出,经孔板和冷却器至密封换热负荷较大,不推荐用于介质温度高于160 ℃的工况腔,冲洗密封端面后进入泵腔PLAN23 循环液通过一泵送环从密封腔引出,经冷为局部循环换热,换热负荷远小于PLAN21 系统,可以替代PLAN21 系统。
推荐用却器返回密封腔于高温介质工况PLAN31 适用于固体颗粒质量分数小于1.5 %、颗粒密度高于介质密度2 倍的工况从泵出口引出,经旋液分离器,清洁液自上部流出,进入密封腔。
含有颗粒的液体从下部流出,返回泵进口PLAN32 外供冲洗液注入密封腔,冲洗密封适用于含有固体颗粒或污染物的场合。
选择冲洗液时应考虑冲洗液不能污染介质,冲洗液消耗量较大PLAN41 从泵出口引出,经旋液分离器,清洁液自适用于介质温度低于160 ℃、固体颗粒质量分数小于 1.5%及颗粒密度高于介质密上部流出,经冷却器进入密封腔。
含有颗粒度2倍的工况的液体从下部流出,返回泵进口PLAN52 通过外部储液器向无压双重密封串联密通常用于无压双重密封,用于对轴封系统有较高可靠性要求的场合。
无压双重密封封提供缓冲液。
正常运行时由泵送环维持的内侧密封为第一道密封,相当于一个内装式密封。
第二道密封腔内注满来自缓冲罐循环。
缓冲液压力低于密封腔内液体的压的液体。
内侧密封或第二道密封失效均会报警。
也可用于泵送介质压力较高而单级力密封无法满足要求的工况。
机械密封辅助系统分解
1.plan21+31 2.用于重颗粒热工况(热水) 3.不能用于淤泥 4.采用喉套
1.用于非聚合流体,饱和蒸汽压高于封液,不允许漏向大气 2.不用于重流体,脏流体,易聚合流体 3.温升8℃ （水，柴油），16℃ （矿物油） 4.用于碱，胺，易结晶流体，用清水作缓冲流体使泄漏出 的颗粒溶于清水中（代替PLAN62或PLAN32）。 5.温度高于260 的工况可以考虑使用（或PLAN53） 6.内侧用非接触式密封，用于甲烷，氨水，丙烷，及其它 高饱和蒸汽压烃类，具有较高的可靠性。
1.用于立式泵，高扬程泵 2.常和PLAN1,11,12（过滤器）,21,22（过滤器换热器）,31 （旋液分离器）,41 （旋液分离器，换热器）一起使用
1.PLAN11+13 2.用于立式泵
1.空冷换热器 2.防止介质气化，满足辅助密封圈温度范围。防高于150 ℃结焦或聚合，改善润滑性能。 3.注意降温不要导致晶体析出或变高黏度 4.先开换热器冷却水，后开车。
SNS
1.规格，仪器仪表，流体，布置方式应与用户协商。
2.每套机封应配一个独立的储罐。 3.储罐标准液位距泵轴中心线至少1米。 4.轴径＜60，12 l;≥60,20 l。 5.标准液位高于低液位至少150mm。
1.用于脏的磨蚀性或易聚合介质,不允许漏向大气 2.介质允许少量污染 3.封液压力高于介质至少1.5bar（一般0.4MPa) 4.泵压力波动或高于35bar用差压调节器（设置值： 1.4~1.6BAR） 5.用于富胺液介质（含H2S) 6.可以用于温度高于 260℃ 的工况（PLAN52不能胜任 的情况）
1.重密度颗粒杂质
2.应采用喉套阻挡含颗粒介质 3.不能用于泥浆
1.用于颗粒杂质（碱，胺，易结晶流体）工况 2.防气蚀抽空 3.外冲洗应连续,包括启动停车 4.冲洗液与介质相容 5.应与小间隙喉套配合使用 6.成本高,只冷却不用32 7.炼油厂的油浆泵，塔底泵，用100 ℃ 蜡油或柴油冲洗 8.适用于单端面密封的高温泵，易结晶、含固体颗粒或腐 蚀性介质泵 9.对水介质，3000r/min，冲洗量3~30L/min（与轴径有关）， 对易挥发介质或温度较高介质，可适当再选大一些 10.冲洗压力高于密封腔0.1~0.2MPa 11.浓硫酸，用柴油或C4~C9混合物
第5章机械密封的辅助系统
4、采用辅助系统的目的 （1）减小温升，保持端面良好润滑（使机械密封各零 件良好、正常地工作）。 （2）（在易汽化介质中）保持密封腔压力高于饱和 蒸气压，使之不汽化。 （3）在低温泵中保温和供热。 （4）对于有固体颗粒出现的结晶和强腐蚀介质的密 封，能保持密封不受损坏。
5、较好工况下，采用辅助系统，会提高密封稳定性和 使用寿命。（有的密封工作温度、压力、转速不太高。不 用辅助系统也可以工作。）
V
图5－18 F1＝冲洗入口 F2＝泵的出口 Q/O＝阻封/排水 V＝排气口 从泵的排出口经节流孔板到密封腔同时从泵的密封腔经节流孔板 到泵的吸入口的循环，介质进入密封腔进行冷却，另一方面通过不断 的排气达到减少密封腔压力的作用。
第五章 机械密封的辅助系统
一、为什么机械密封要采用辅助系统 1、机封工作条件的苛刻性
在流体机械中（如泵、压缩机、搅拌釜、离心机等）， 工作条件最苛刻的部件要算机械密封。 （1）象推力轴承那样承受轴向力 （2）象散热器那样把产生的热量导出 （3）在高温高压易腐蚀情况下，静密封已经很困难， 还要在高速旋转中，在几毫米宽的密封面上实现动密封就 更加 困难。
冲洗实际上是直接冷却的方法，它有，正向直通式冲 洗、正向旁通式冲洗（也叫正向冲洗）、反向旁通式冲洗、
也叫（反冲洗）、全冲洗、及综合冲洗。冲洗液的来源有
内冲洗、外冲洗。按冲洗入口布臵有，单点冲洗、多点冲
洗。
三、 机械密封冲洗的方法
1、正向直通式冲洗、即在泵的内部将出口流道与密封腔 贯通，依靠它们的压差，维持介质从泵出口流到密封腔的 正向流动，达到冲洗的目的。由于未经净化及降温处理， 只能由介质将密封腔的摩擦热带走，起控制温度的作用。 常用于内装式单端面机械密封 简图5－1
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1.急冷流体:低压蒸汽,氮气,清水，通常用于有毒，易燃，氧 化性，易聚合，易结晶，高黏度（碱，胺，易结晶流体）介 质。
2.隔氧防焦冲泄漏。高于150℃ ，用蒸汽急冷泄漏流体防结 焦。
3.单密封用
1.布置2无压干抑制密封
2.缓冲气吹扫泄漏
3.截止阀+10微米过滤器+调压器(高于大气0.5bar)+1.5mm孔 板+压力表+压力降：1bar 最高进口温度：32℃ 最高出口温度：49℃ 最大温升：17℃
1.冷却水流量不低于8 l/min。 2.轴径大于60mm，管径为3/4 ″ ,壁厚0.095″ ; 轴径小于等于60mm，管径为1/2 ″ ,壁厚0.065″。 3.管程壳程均应能完全排气排液 。 4.双支泵应为每套机封分别配置。
（三）CMGZ增压罐
SNS
压力传输比1：1.1，高压腔 容积4~5L，换热面积有0.3m2 。
2.和PLAN72/71合用
3.收集器+孔板+高报压力开关（0.7bar)+阀门
1.布置2无压干抑制密封，泄露物不会凝结 2.和PLAN72/71合用 3.孔板+高报压力开关（0.7bar)+阀门
八、辅助系统
（一）CMG2.52储罐系统
储罐容积有9L 、 12L 、 20L 三种 规格，API682中 8.5.4.3.1规定， d≤60选12L储罐， d>60选20L储罐。
用于无压双密 封缓冲液冲洗 系统PLAN52 ， 缓冲液温升通 过调节冷却水 流量控制在 8~16℃,液位开 关、压力开关 对密封运行状 态进行监控。
SNS
（二） CMG2.53储罐系统
储罐容积有9L 、 12L 、 20L 三种规 格，API682中 8.5.4.3.1规定， d≤60选12L储罐， d>60选20L储罐。
机械密封辅助系统介绍
API 682-2002
一、API682冲洗管路系统标准方案
1.外部环境易使介质浓缩或凝固的情况 2.内部孔径应满足流量要求
1.用于低压、温度不高（低饱和蒸汽压）、低转速、高比热 （如水）清洁介质 2.锥形密封腔
1单密封默认方案 2.洁净介质通用设备常用 3.高扬程泵，算冲洗量，定孔板喉套 4.易汽化介质，或产生摩擦热较多的高PV值场合 用多孔冲洗 5.冲洗压力高于密封腔0.1~0.2MPa 6.轻烃用多孔自冲洗，氮气背冷
1.用于立式泵，高扬程泵
2.常和PLAN1,11,12（过滤器）,21,22（过滤器换热器）,31 （旋液分离器）,41 （旋液分离器，换热器）一起使用
1.PLAN11+13 2.用于立式泵
1.空冷换热器 2.注意降温不要导致析出或变高黏度
1.80以上热水和烃类介质的方案（统计情况：泵送介质温度 219℃ ，密封腔平均温度50℃ ，备用泵密封腔平均温度38℃ ） 2.只需小换热器 3.换热器不结垢 4.高凝固点和高黏度介质慎用 5.温度为176~260℃ 的非闪蒸烃类 6.温度高于60℃ 的闪蒸烃类
9.对水介质，3000r/min，冲洗量3~30L/min（与轴径有关）， 对易挥发介质或温度较高介质，可适当再选大一些
10.冲洗压力高于密封腔0.1~0.2MPa 11.浓硫酸，用柴油或C4~C9混合物
1.plan21+31 2.用于重颗粒热工况(热水) 3.不能用于淤泥 4.采用喉套
1.用于非聚合流体,饱和蒸汽压高于封液,不允许漏向大气 2.不用于重流体,脏流体,以聚合流体 3.温升8℃ （水，柴油），16℃ （矿物油） 4.用于碱，胺，易结晶流体，用清水作缓冲流体。 5.温度高于260 260℃ 的工况 6.内侧用非接触式密封，用于甲烷，氨水，丙烷，及其它 高饱和蒸汽压烃类
12.储罐接头采用螺纹连接。
（三）CMGR换热器
换热面积有 0.2m2 、 0.3 m2、 0. 6m2、 0.9m2 、 1.2 m2五种规 格，由制造厂 根据工况选择。
用于API682冲 洗管路标准方 案 PLAN21/22/234 1 ，盘管中介 质的温降可以 通过控制冷却 水流量进行适 当调节。
1.重密度颗粒杂质 2.应采用喉套 3.不能用于泥浆
1.用于颗粒杂质（碱，胺，易结晶流体）工况 2.防气蚀抽空 3.外冲洗应连续,包括启动停车 4.冲洗液与介质相容 5.小间隙喉套 6.成本高,只冷却不用32 7.炼油厂的油浆泵，塔底泵，用100 ℃ 蜡油或柴油冲洗 8.适用于单端面密封的高温泵，易结晶、含固体颗粒或腐 蚀性介质泵
用于有压双密封 阻塞液冲洗系统 PLAN53 ，阻塞液 液温升通过调节 冷却水流量控制 在8~16℃,液位开 关、压力开关对 密封运行状态进 行监控。
SNS
1.规格，仪器仪表，流体，布置方式应与用户协商。 2.每套机封应配一个独立的储罐。 3.储罐标准液位距泵轴中心线至少1米。 4.轴径＜60，12 l;≥60,20 l。 5.标准液位高于低液位至少150mm。 6.标准液位以上气象空间容积应大于等于NLL和LLA之间容积。 7.HLL距NLL之间至少50mm。 8.LLA应高于BI至少50mm。 9.BI应高于BO至少250mm。 10.BO应高于罐底至少50mm。 11.铭牌上应有最高工作压力，静压试验压力，最高/最低工作温 度。
4.CSD堵死或接PLAN75/76
1.有压双干气密封 2.氮气压力高于泵腔1.75bar 3.介质可含固体，但不能是高黏度或易聚合 4.截止阀+2~3微米过滤器+调压器(高于介质1.75bar)+(孔板)+ 压力表+低报压力开关+单向阀 5.GBD接阀门
1.布置2无压干抑制密封，泄露物会凝结或气体回收系统会 倒流
1.用于脏的磨蚀性或易聚合介质,不允许漏向大气 2.介质允许少量污染 3.封液压力高于介质至少1.5bar 4.泵压力波动或高于35bar用差压调节器 5.用于富胺液介质（含H2S) 6.温度高于 260℃ 的工况
介质压力高于20bar
增压罐
1.用于高温,含固体物或两者都存在的工况 2.污染介质 3.封液压力高1.4bar 4.成本高