低温甲醇泵机械密封的改造

徐志才

（镇海石化建安工程有限公司，浙江 宁波 315207）

一、概况

镇海炼化合成氨装置低温甲醇泵4115P1、4115P2、4115P3，输送介质温度为-32～-67℃。由于这些泵介质温度较低，容易造成机械密封部件冷变形，机械密封寿命较短，平均寿命只有1个月，最短的只有1周。为此，针对存在的问题进行攻关，采取相应措施，以延长机械密封的使用寿命，满足装置正常生产的需要。

二、泵的相关参数（见表1）

表1

以上这些泵都由德国KSB公司制造，使用的机封H74N为小弹簧平衡型结构，动静环密封圈采用氟胶O形圈，机械密封的结构如图1所示。

三、存在的问题

低温甲醇泵因泵在低温工况下运行，而甲醇的渗透性又较强，密封面一旦骤冷变形，造成机械密封的端面比压发生变化，破坏了机械密封的力平衡和热平衡，密封端面温升加剧，介质气化，从而产生干摩擦现象，导致密封失效。同时动、静环O形圈在低温中发生变形，也导致了密封的泄漏。因此这些泵的机械密封使用寿命较短，已经影响了设备的正常运行。

四、密封面变形对端面比压的影响

端面比压的计算公式为

式中：Pt——弹簧比压；

P1——介质压力；

K——载荷系数；

λ——膜压系数。

弹簧比压

式中：F——弹簧力；

A——密封端面接触面积。

载荷系数

式中：D2——密封环工作面外径；

D1——密封环工作面内径；

D0——平衡直径。

对失效密封进行分析，发现机械密封的动静环面磨损不均匀，有的靠内径处磨损较大，有的靠外径处磨损较大。这是由温度分布不均或作用在密封环上的压力不均匀造成密封环变形所产生的。……