機械密封輔助系統(tǒng)實例介紹

1、機械密封輔助系統(tǒng)介紹,API 682-2002,一、API682沖洗管路系統(tǒng)標準方案,1.外部環(huán)境溫度易使介質(zhì)濃縮或凝固的情況2.內(nèi)部孔徑應滿足流量要求,1.用于低壓、溫度不高（低飽和蒸汽壓）、低轉(zhuǎn)速、高比熱（如水）清潔介質(zhì)2.錐形密封腔，加快介質(zhì)流動，易傳熱,1單密封默認方案2.潔凈介質(zhì)，通用設備常用3.高揚程泵，算沖洗量，定孔板尺寸，喉套間隙4.易汽化介質(zhì)，或產(chǎn)生摩擦熱較多的高PV值場合 用多孔沖洗5.沖洗壓力高于密封腔

2、0.1~0.2MPa6.輕烴用多孔自沖洗，氮氣背冷,常見問題1.孔板直徑的確定Q=1.22d2(ΔP/ρ）1/2式中：Q—流量l/mind—孔板直徑mmΔP—孔板前后壓差Mpaρ—流體密度2.計算，端面溫升5 ℃，沖洗帶走熱=端面熱+吸收熱3.泵出口端與密封腔相連，會導致密封腔壓力很高錯。密封腔壓力只有很小升高。因為，泵出口端到密封腔管線長，流速大，壓降大。,4.為加快循環(huán)，密封腔內(nèi)加一個螺旋套不好。可能導致密封腔流

3、體氣化。5.沖洗流量大一點，可以多降一點密封腔溫度錯。PLAN11不能降溫，只能抑制溫升。沖洗流量過大，會降低泵的效率，提高密封腔壓力。,1.用于立式泵，高揚程泵2.常和PLAN1,11,12（過濾器）,21,22（過濾器換熱器）,31（旋液分離器）,41 （旋液分離器，換熱器）一起使用,1.PLAN11+132.用于立式泵,1.空冷換熱器2.防止介質(zhì)氣化，滿足輔助密封圈溫度范圍。防高于150 ℃結(jié)焦或聚合，改善潤滑性能。3

4、.注意降溫不要導致晶體析出或變高黏度4.先開換熱器冷卻水，后開車。,常見問題1.高溫流體，低比熱流體降溫多,,2.溫度降得越多越好錯。該方案只能少量降溫，否則換熱器易結(jié)水垢，介質(zhì)側(cè)也容易堵塞。API682建議用空氣代替水作冷流體。3.10MPa流體，能否直接進盤管進行冷卻不能，但并非盤管承壓能力不夠。這樣會導致增大密封腔壓力，增大泵的效率損失，提高密封腔的溫度，致使密封在高壓高溫工況工作，密封會過早失效。應同PLAN11，加

5、一節(jié)流孔板。4.該方案降不了多少溫度，盡量少選錯。若在幾十度降溫范圍可以滿足要求，應優(yōu)先選用，因為該方案相對比較簡單。,5.若降溫效果差，增加冷卻水流量錯。若不增大換熱面積，只增大冷卻水流量，對熱流體降溫幫助不大，只能降低冷流體出口溫度。,1.80以上熱水和烴類介質(zhì)的標準方案（統(tǒng)計情況：泵送介質(zhì)溫度219℃ ，密封腔平均溫度50℃ ，備用泵密封腔平均溫度38℃ ）2.只需小換熱器3.換熱器不結(jié)垢4.高凝固點和高黏度介質(zhì)慎用（

6、易導致凝固或黏度變高），宜用PLAN215.溫度為176~260℃ 的非閃蒸烴類6.溫度高于60℃ 的閃蒸烴類,常見問題1.該方案只能降幾十度錯。該方案和小間隙喉套配合使用，形成近乎封閉的腔體，換熱器只帶走密封端面熱和泵腔吸收熱，密封腔可以降到很低的溫度。,2.該方案對熱工況有很好的效果，那么這類工況都選PLAN23錯。該方案成本高，而且需要冷卻水（有些地方缺水）。一般是在方案21不能滿足工況要求后才能選它。,3.增大泵送流量

7、可以多降一些溫度錯。增大泵送流量只能減小密封腔溫升，幾乎不能降低密封腔平均溫度。4.泵送環(huán)不起作用，該方案效果怎樣相當不好。因為端面溫升很高，最高溫度可以超過泵送溫度，密封環(huán)發(fā)熱，液膜氣化，高溫干摩擦劇烈磨損。5.開車前，換熱器盤管應充分排氣，充滿液體，冷卻水應開啟，之后才能開車，密封應能短期承受高溫。,1.重密度顆粒雜質(zhì)2.應采用喉套阻擋含顆粒介質(zhì)3.不能用于泥漿,1.用于顆粒雜質(zhì)（堿，胺，易結(jié)晶流體）工況2.防氣蝕抽空

8、3.外沖洗應連續(xù),包括啟動停車4.沖洗液與介質(zhì)相容5.應與小間隙喉套配合使用6.成本高,只冷卻不用327.煉油廠的油漿泵，塔底泵，用100 ℃ 蠟油或柴油沖洗8.適用于單端面密封的高溫泵，易結(jié)晶、含固體顆粒或腐蝕性介質(zhì)泵 9.對水介質(zhì)，3000r/min，沖洗量3~30L/min（與軸徑有關(guān)），對易揮發(fā)介質(zhì)或溫度較高介質(zhì)，可適當再選大一些 10.沖洗壓力高于密封腔0.1~0.2MPa11.濃硫酸，用柴油或C4~C9混合

9、物,常見問題1.該方案可以防顆粒，防氣化，防高溫，防腐蝕性，是解決單端面最好的方案，是不是所有單端面都可以采用此方案呢？不是。首先，PLAN32 成本極高，高于PLAN52；其次，需要現(xiàn)場有合適的沖洗流體，并且有大量消耗；三，會稀釋或污染泵送物料。所以，一般盡可能不選用該方案，僅為降溫更不考慮選用。2.泵停車時，也不能停沖洗。3.必須配小間隙喉套，保持密封腔壓力，降低飽和蒸汽壓。4.沖洗壓力，沖洗量必須控制，見PLAN11。,

10、1.plan21+312.用于重顆粒熱工況(熱水)3.不能用于淤泥4.采用喉套,1.用于非聚合流體,飽和蒸汽壓高于封液,不允許漏向大氣2.不用于重流體,臟流體,易聚合流體3.溫升8℃ （水，柴油），16℃ （礦物油）4.用于堿，胺，易結(jié)晶流體，用清水作緩沖流體使泄漏出的顆粒溶于清水中（代替PLAN62或PLAN32）。5.溫度高于260 的工況可以考慮使用（或PLAN53）6.內(nèi)側(cè)用非接觸式密封，用于甲烷，氨水，丙烷，

11、及其它高飽和蒸汽壓烴類，具有較高的可靠性。,常見問題1.標準配置：高報壓力開關(guān)（設置值：0.1MPa），低液位開關(guān)，壓力表（耐壓：6.3MPa，量程0.6MPa）2.開車前：必須先充滿緩沖液。3.正常工作狀態(tài)：內(nèi)側(cè)密封泄漏，氣化，從儲罐頂部排氣口通過節(jié)流孔板引向火炬；或漏入緩沖液，導致液位上升。4.補（排）液：根據(jù)液位刻度線，從漏斗處補液，從儲罐下部排液，不需停車。5.內(nèi)側(cè)密封失效，壓力開關(guān)報警（氣化），高液位開關(guān)（選配）報警

12、（不氣化）。6.外側(cè)密封失效：低液位開關(guān)報警。,7.緩沖液進出口溫差設密封為CM1B-070/1B-068 ，內(nèi)側(cè)介質(zhì)260℃,8.泵送環(huán)效果差，結(jié)果會怎么樣？密封腔緩沖液進出口溫差超過10℃ ，甚至20℃ ，為密封所不能接受。9.從成本考慮，該方案應優(yōu)先于PLAN53，32選取。,1.用于臟的磨蝕性或易聚合介質(zhì),不允許漏向大氣2.介質(zhì)允許少量污染3.封液壓力高于介質(zhì)至少1.5bar（一般0.4MPa)4.泵壓力波動或高于

13、35bar用差壓調(diào)節(jié)器（設置值：1.4~1.6BAR）5.用于富胺液介質(zhì)（含H2S)6.可以用于溫度高于 260℃ 的工況（PLAN52不能勝任的情況）,常見問題1.標準配置：低報壓力開關(guān)（設置值：泵腔壓力+0.14~0.16MPa），低液位開關(guān)，壓力表（耐壓：6.3MPa，量程6MPa）2.開車前：必須先充滿緩沖液（內(nèi)側(cè)密封應設置靜環(huán)限位環(huán)）。3.正常工作狀態(tài)：內(nèi)側(cè)密封泄漏，進入泵送液，對泵送液有少量稀釋或污染作用。壓力表顯

14、示值高于泵腔介質(zhì)壓力0.14~0.41MPa。4.補液：根據(jù)液位刻度線，用移動式補液泵從補液口補液。5.內(nèi)側(cè)密封失效，低液位開關(guān)報警，低報壓力開關(guān)報警，壓力表顯示值與泵腔介質(zhì)壓力接近一致。6.外側(cè)密封失效：低液位開關(guān)報警，低報壓力開關(guān)報警，壓力表顯示值低于泵腔介質(zhì)壓力值。,7.緩沖液進出口溫差設密封為CM1B-070/1B-068 ，內(nèi)側(cè)介質(zhì)260℃,8.泵送環(huán)效果差，結(jié)果會怎么樣？密封腔緩沖液進出口溫差超過10℃ ，甚至20

15、℃ ，為密封所不能接受。9.從成本考慮，該方案應與PLAN32，52比較來選取。,用于介質(zhì)壓力高于20bar的場合,當介質(zhì)壓力波動或壓力高于3.5MPa時，采用帶增壓罐的plan53C。,1.用于高溫,含固體物或兩者都存在的工況2.污染介質(zhì)3.封液壓力高至少1.4bar4.成本高（高于PLAN53）5.液源必須可靠，不得中斷，否則損壞密封，污染液源系統(tǒng)。6.先供液源，后開車。,1.急冷流體:低壓蒸汽（高溫）,氮氣（低溫，避開

16、水的化學反應）,清水（常溫），通常用于有毒，易燃，氧化性，易聚合，易結(jié)晶，高黏度（堿，胺，易結(jié)晶流體）介質(zhì)。2.隔氧防焦沖泄漏。高于150℃ ，用蒸汽急冷防止泄漏流體結(jié)焦。3.單密封用,1.布置2無壓干抑制密封2.緩沖氣吹掃泄漏，稀釋排放物。3.截止閥+10微米過濾器（清除顆粒和液體）+調(diào)壓器(至少高于大氣0.5bar，低于0.7bar)+1.5mm孔板+流量計+(FSH)+PSL+壓力表+單向閥4.CSD/CSV堵死（稀釋排

17、放物）或接PLAN75/76（不允許向大氣排放）,常見問題壓力表量程：略高于泵腔壓力。流量計量程：200~300NL/h（高流量開關(guān)報警點:排火炬50NL/h，堵死15NL/h）低報壓力開關(guān)設置點：0.5bar,1.有壓雙干氣密封2.氮氣壓力高于泵腔至少1.75bar3.介質(zhì)可含固體，但不能是高黏度或易聚合4.截止閥+2~3微米過濾器（清除顆粒，液體）+調(diào)壓器(至少高于介質(zhì)1.75bar)+(孔板)+流量計+壓力表+(FSH)

18、+低報壓力開關(guān)+單向閥5.GBD/GBV合為一個GBO接閥門，通常為關(guān)，僅用于給密封腔減壓。,SNS,泵用干 氣密封控制盤,常見問題壓力表量程：泵腔壓力+1.75bar位于刻度盤中間。流量計量程：200~300NL/h（高流量開關(guān)報警點：20~30NL/h）低報壓力開關(guān)設置點：泵腔壓力+1.75bar,1.布置2無壓干抑制密封，泄露物會凝結(jié)或氣體回收系統(tǒng)會倒流2.和PLAN72/71合用3.收集器+孔板+高報壓力開關(guān)（0.7ba

19、r)+閥門,,1.布置2無壓干抑制密封，泄露物不會凝結(jié)2.和PLAN72/71合用3.孔板+高報壓力開關(guān)（0.7bar)+閥門,八、輔助系統(tǒng),SNS,儲罐容積有9L 、 12L 、 20L 三種規(guī)格，API682中8.5.4.3.1規(guī)定，d≤60選12L儲罐， d>60選20L儲罐。用于無壓雙密封緩沖液沖洗系統(tǒng)PLAN52 ，緩沖液溫升通過調(diào)節(jié)冷卻水流量控制在8~16℃,液位開關(guān)、壓力開關(guān)對密封運行狀態(tài)進行監(jiān)控。,（一）CM

20、G2.52儲罐系統(tǒng),SNS,（二） CMG2.53儲罐系統(tǒng),儲罐容積有9L 、 12L 、 20L 三種規(guī)格，API682中8.5.4.3.1規(guī)定，d≤60選12L儲罐， d>60選20L儲罐。用于有壓雙密封阻塞液沖洗系統(tǒng)PLAN53 ，阻塞液液溫升通過調(diào)節(jié)冷卻水流量控制在8~16℃,液位開關(guān)、壓力開關(guān)對密封運行狀態(tài)進行監(jiān)控。,1.規(guī)格，儀器儀表，流體，布置方式應與用戶協(xié)商。2.每套機封應配一個獨立的儲罐。3.儲罐標準液位距

21、泵軸中心線至少1米。4.軸徑＜60，12 l;≥60,20 l。5.標準液位高于低液位至少150mm。6.標準液位以上氣象空間容積應大于等于NLL和LLA之間容積。7.HLL距NLL之間至少50mm。8.LLA應高于BI至少50mm。9.BI應高于BO至少250mm。10.BO應高于罐底至少50mm。11.銘牌上應有最高工作壓力，靜壓試驗壓力，最高/最低工作溫度。,12.儲罐接頭采用螺紋連接。,（三）CMGR換熱器,換熱

22、面積有0.2m2 、 0.3 m2、 0. 6m2、 0.9m2 、1.2 m2五種規(guī)格，由制造廠根據(jù)工況選擇。用于API682沖洗管路標準方案PLAN21/22/2341 ，盤管中介質(zhì)的溫降可以通過控制冷卻水流量進行適當調(diào)節(jié)。,換熱器盤管參數(shù)最高工作壓力：5.2bar試驗壓力：8bar最大壓力降：1bar最高進口溫度：32℃ 最高出口溫度：49℃ 最大溫升：17℃,,1.冷卻水流量不低于8 l/min。2.軸徑大于60

23、mm，管徑為3/4 ″ ,壁厚0.095″ ;軸徑小于等于60mm，管徑為1/2 ″ ,壁厚0.065″。3.管程殼程均應能完全排氣排液 。4.雙支泵應為每套機封分別配置。,SNS,（三）CMGZ增壓罐,壓力傳輸比1：1.1，高壓腔容積4~5L，換熱面積有0.3m2 。用于API682沖洗管路標準方案PLAN53C ，阻塞緩沖流體的溫降可以通過控制冷卻水流量進行適當調(diào)節(jié)。,SNS,（四）CMGB1補液泵,儲液箱容積2L，每次輸送

24、量8.3ml ，額定壓力6.3MPa。用于API682沖洗管路標準方案PLAN53A/B/C 儲罐或增壓罐的補液。,SNS,（五）CMGB2移動式補液泵,儲液箱容積35L，每次輸送量22/24ml ，額定壓力5/6.3MPa。用于API682沖洗管路標準方案PLAN53A/B/C 儲罐或增壓罐的補液。,（六）旋液分離器1.壓差應高于0.17MPa,應在設計壓差下工作，否則影響分離效率。2.固體密度至少為流體的兩倍。（無法去除烴類

25、中的焦炭，但可去除沙石，焊渣）3.雙支泵應每套機封配一個。4.用奧氏體不銹鋼制造。,（七）節(jié)流孔板1.可以單獨使用或與喉套旋液分離器配套使用。2.最小口徑3mm。3.用奧氏體不銹鋼制造，帶耳柄，耳柄上組注明孔徑，管道通徑，材料。4.串聯(lián)間距不小于150mm。兩個串聯(lián)流量等于一個的70%,（八）內(nèi)循環(huán)裝置小于1800r/min循環(huán)裝置的效果應考慮。,（九）冷凝液儲罐(PLAN75)1.直徑至少200mm，容積至少12 l。

26、2.排液口3/4″ ，排氣口1/2″ 。3.水靜壓試驗，最高壓力的1.5倍，不低于1.4bar，持續(xù)30min。,（十）壓力開關(guān),（十一）液位開關(guān),（十二）安全閥整定壓力（開啟壓力）：使安全閥瓣開啟有間隙的最小壓力。整定壓力為最高工作壓力的1.1~1.05倍，容器設計壓力等于或稍大于整定壓力。排放壓力：安全閥排放中容器內(nèi)能達到的最高壓力，一般為整定壓力的1.1倍。回座壓力：使安全閥瓣回到間隙為0的最高壓力。一般為整定壓力的0.

27、9倍。公稱壓力：常溫狀態(tài)下最高許用壓力，有1.6，2.5，4，6.4，10，16，32MPa級。PN≥S（設計壓力/溫度系數(shù)），最好是大于排放壓力。,二.如何選擇輔助系統(tǒng),1.酸介質(zhì)用布置方式1或3，不用2。2.熱工況（>260℃ )選布置方式2或3。3.立式泵加方案13。4.腐蝕性介質(zhì)，含顆粒介質(zhì)用plan32。,三.封液選擇,1.高于10bar阻塞液，應選低黏度流體。2.工作溫度高于10℃ ，選黏度低于100mm2/

28、s（38℃ ），1~10 mm2/s （100℃ ）的油。3.工作溫度低于10℃ ，選黏度5~40mm2/s（38℃ ），1~10 mm2/s （100℃ ）的油。4.含水溶液，選水或乙二醇。5.初餾點比環(huán)境溫度高至少28 ℃。6.烴類介質(zhì)選蠟油或合成油（白油：ISO VG 15或ISO VG 65）。,對沖洗流體有如下一些要求：（1）清潔，無腐蝕性，與泵介質(zhì)相容，工作溫度下有較好潤滑性。（2）進入泵內(nèi)不影響產(chǎn)品質(zhì)量，泄漏出

29、來不污染環(huán)境，無其他不良影響。（3）進入泵內(nèi)不影響泵的運轉(zhuǎn)，如不引進抽空，汽蝕。（4）導熱性好，溫度合乎要求。（5）價格低廉。,四.煉油裝置輔助系統(tǒng)選擇,非烴類,非閃蒸烴,使用金屬波紋管，無顆粒，PLAN32可用23代替。,閃蒸烴,,1.脫鹽裝置（原油預處理）,常減壓蒸餾裝置：包括三部分：（1）原油預處理：用電化學法（化學物質(zhì)+高壓電場）除水脫鹽；（2）常壓蒸餾：原油在加熱爐內(nèi)被加熱至370℃，送入常壓蒸餾塔，蒸餾出汽油（初餾點~

30、200℃）、常壓瓦斯油AGO（200~350℃，用于生產(chǎn)航空煤油、輕柴油和重柴油），殘油是常壓重油（>350℃）。（3）減壓蒸餾：再經(jīng)加熱爐加熱至410℃，進入減壓蒸餾塔（8.799KPa，60mm汞柱），產(chǎn)出減壓瓦斯油VGO（350~500℃，也叫蠟油，用作生產(chǎn)潤滑油、變壓器油，或作催化裂化或加氫裂化原料）、減壓渣油VR（>500℃）。,2.常減壓裝置,重質(zhì)油（減壓餾分油）在高溫和催化劑作用下發(fā)生裂化反應。原料油加熱到40

31、0℃進入反應器，與來自再生器的高溫催化劑粉末相遇，迅速汽化，并發(fā)生裂化反應，反應后的產(chǎn)物自反應器頂部排出，進入分餾塔，自上而下得到的產(chǎn)物為：催化裂化富氣（含C3以上烴超過94ml）、粗氣油、柴油、回煉油及油漿。催化裂化富氣在吸收穩(wěn)定系統(tǒng)進一步分離出液化氣和干氣（含C5以上烴低于13.5ml）。,3.渣油硫化催化裂化裝置,L：水冷夾套,4.重油催化裂化裝置RFCC,5.脫硫脫硫醇裝置（石油氣分離前預處理）,6.氣體分餾裝置（石油氣分離）,

32、氣體分餾（廣石化）,氣體分餾（燕山石化）,7.連續(xù)重整裝置輕汽油或石腦油（粗汽油）在加熱加壓和有催化劑（鉑）存在下，轉(zhuǎn)變成高辛烷值汽油或化工原料—芳烴，并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣。,8.異構(gòu)化裝置（催化重整）,9.甲基叔丁基醚MTBE裝置（汽油添加劑，一般用甲醇和催化裂化及裂解C4中的異丁烯反應制得）,10.溶劑再生裝置,11.酸性水氣提裝置,12.加氫裂化裝置（海南項目） 在10~15MPa、400℃左右，氫氣經(jīng)催化劑作用使重質(zhì)油發(fā)生

33、加氫、裂化和異構(gòu)化反應，轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油（汽油、煤油、柴油，或催化裂化、裂解制烯烴的原料）,加氫裂化裝置（鎮(zhèn)海煉油）,加氫裂化裝置（大港石化）,13.儲運裝置,14.熱工裝置,15.循環(huán)水裝置,16.柴油加氫裝置,17.航煤加氫裝置,18.制氫裝置（重整副產(chǎn)）,API 610冷卻水系統(tǒng)A：直冷軸承；B：直冷軸承和壓蓋；K：直通軸承和換熱器；D：制冷壓蓋；M：直通換熱器,19.減粘裂化裝置對重殘油輕度熱裂化，所得燃料油粘度凝度降低，以改

34、善油的質(zhì)量，還可產(chǎn)出裂化原料用的重油和少量輕質(zhì)油。,20.延遲焦化裝置（廣石化）減壓渣油經(jīng)加熱爐升溫至500℃，送入焦炭塔進行焦化反應，產(chǎn)生的汽油柴油精制后可作成品，重餾分油可作催化裂化或熱裂化原料，焦炭可作電極原料。,（1）焦化分餾部分,（2）吸收穩(wěn)定部分,（3）酸性水氣提部分,21.1＃乙烯裝置（石油烴裂解）（上海石化）,22.芳烴抽提裝置（蘭州石化）制法:1.煤焦油精餾2.裂解汽油加氫精制-芳烴萃取分離（用環(huán)丁砜）3.重整汽油