漫谈机械密封急冷（冲洗）方案

名词解释

冲洗：在密封腔的工艺流体（泵送介质）侧靠近密封端面附近引入流体以冷却和润滑密封端面的方法。

密封冲洗方案：用于将流体引向密封的管路、仪器和控制的结构。冲洗方案随着应用场合、密封型式和密封布置方式的不同而变化。

Quench：习惯上翻译成“急冷”，有些资料翻译成“抑制”，是一种密封冲洗方案，对应的是API682标准中的PLAN61和PLAN62。

急冷是指在机械密封的大气侧密封面处引入一种冲洗介质（通常是水、氮气或蒸汽），以阻止对密封运动、拆卸可能产生的干扰或对现场操作人员和环境造成伤害。

急冷（冲洗）方案的配置

对于PLAN61，泵出厂时预留（用螺塞堵住的）急冷和排液口，供买方备用。

标准规定：泵供应商仅预留急冷接口，见图1中的1和2接口。

图1- 61方案（急冷）示意图

在方案62中，急冷流体从外部引入至大气侧密封面。冲洗流体可以是低压流体、氮气或清洁的水。这种方案用于单端面密封以排除氧气的存在，防止结焦（如热的碳氢化合物应用），并冲走动态密封组件周围不希望有的物质积聚（如苛性碱和盐的应用）。

当与密封压盖中的紧密间隙衬套（节流衬套）或密封装置一起使用时，方案62最为有效。这种紧密间隙衬套不仅最大限度地阻止了密封压盖中的急冷流体外泄，而且在使用高温急冷流体时为操作人员提供了保护。排泄口2的口径应大于急冷冲洗口1（见图2），排泄口2的尺寸应能确保排出所有急冷介质。

标准规定：急冷冲洗管路及阀门由泵供应商提供，见图2中接到接口1的管路。

图2- 62方案（急冷）示意图

急冷冲洗方案应用场合

1) 有毒介质（如苯酚丙酮装置的苯酚装车泵），常为双封，用于稀释。

2) 易燃介质（如高温油泵，早期典型的冲洗方案是32+62，后来改为32+53B+62），常为双封，用于冷却。急冷流体通常为低压蒸汽。

3) 易氧化或结焦介质（如热的碳氢化合物工况），常为单封，用于吹扫。吹扫源应为氮气。

4) 低于0℃介质（如化肥厂合成氨装置低温甲醇泵、低温甲醇洗装置的甲醇富液泵），用于吹扫。吹扫源可以是氮气，也可以采用干燥空气。

5) 在干燥时会结晶或盐析的介质（如碱或盐类介质，典型的冲洗方案是11+62或21+62，见图3、图4），常为单封，用于吹扫。吹扫源通常为氮气或干燥空气。

图3- 11+62方案（急冷）示意图

图4- 21+62方案（急冷）示意图

6) 常温下会凝固的介质（如原油泵），常为单封，用于加热或保温。急冷源可以是低压蒸汽也可以是热水。

7) 热水工况（如介质温度为80～156℃的次高压锅炉给水泵，典型的冲洗方案是夹套冷却+急冷；介质温度约为210℃的锅炉循环水泵，典型的冲洗方案为23+62或23+61），常为单封，用于冷却。见图5 - 夹套冷却+急冷。

图5- 夹套+62方案（急冷）示意图

注意事项

1) 如果采用水或蒸汽急冷，为了防止急冷流体浸入轴承箱而污染润滑油/脂，应在密封压盖与轴承箱之间增加一挡板。

2) 如果采用蒸汽急冷来吹扫结焦物料，而且空间允许，密封压盖上应设置防结焦的挡板。挡板把蒸汽引导到集焦区域，让蒸汽流沿途把密封装置和密封端面上的固体物料带走。

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