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中石油大連石化原料泵密封失效引發火災！了解機械密封工作原理

導讀

17日18時40分左右，中石油大連石化公司重油催化裂化車間原料泵密封失效，引發火災。熱油泵機械密封的失效問題，一直是煉油行業機泵密封的難點。

原料泵密封失效引發火災

中國網8月18日訊，17日18時40分左右，中石油大連石化公司重油催化裂化車間原料泵密封失效，引發火災。政府相關部門和企業迅速啟動應急預案，市領導在現場指揮。數百名消防官兵在現場實施救援，目前未發現人員傷亡。

記者在中石油大連石化公司火災現場了解到，截至17日22時50分，現場明火均已被撲滅。經查，污染物沒有流入大海。該企業設有兩個事故應急池，總容量為9.8萬立方米，可以攔蓄污染物，目前應急池中有少量污染物。

消防隊員和車輛仍已對事發地進行噴水降溫。環保等相關部門正在對空氣和水質進行監測。

什麼是機械密封

機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置，也叫端面密封。

性能可靠，洩露量小，使用壽命長，功耗低，不用經常維修，且能适應生産過程自動化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以及各種強腐蝕性介質、含固體顆粒介質等苛刻工況的密封要求，比如離心泵、離心機、反應釜和壓縮機等設備。

機械密封的工作原理

機械密封工作時，由密封流體的壓力和彈性元件（如彈簧或波紋管，或波紋管及彈簧組合構件）的彈力等引起的軸向力使動環和靜環互相貼合并相對運動，由于兩個密封端面的緊密配合，使密封端面之間的交界（密封界面）形成一微小間隙，當有壓介質通過此間隙時，形成極薄的液膜，産生阻力，阻止介質洩漏，同時液膜又使得端面得以潤滑。這層液體膜具有流體動壓力與靜壓力，起着潤滑和平衡壓力的作用，同時産生長期的密封效果。

機械密封工作原理

如上圖示，當旋轉軸9旋轉時，通過緊定螺釘10和彈簧2帶動動環3旋轉。防轉銷6固定在靜止的壓蓋4上，防止靜環7轉動。當密封端面磨損時，動環3連同動環密封圈8在彈簧2推動下，沿軸向産生微小移動，達到一定的補償能力，所以稱補償環。

靜環不具有補償能力，所以稱非補償環。通過不同的結構設計，補償環可由動環承擔，也可由靜環承擔。由補償環、彈性元件和副密封等構成的組件稱補償環組件。

機械密封一般有四個密封部位（通道），如圖中所示A、B、C、D。A通道是旋轉環與靜止環的端面彼此貼合作相對滑動的動密封，它是機械密封裝置中的主密封，也是決定機械密封性能和壽命的關鍵。

因此，對密封端面的加工要求很高，同時為了使密封端面間保持必要的潤滑液膜，必須嚴格控制端面上的單位面積壓力，壓力過大，不易形成穩定的潤滑液膜，會加速端面的磨損；壓力過小，洩漏量增加。所以，要獲得良好的密封性能又有足夠壽命，一定要保證端面單位面積壓力值在最适當的範圍。

B處為靜環7與壓蓋4端面之間的密封；C處為動環3與軸（或軸套）9配合面之間的密封，因能随補償環軸向移動并起密封作用，所以又稱副密封；D處為壓蓋與泵殼端面之間的密封。B、D、C三處是靜止密封，一般采用O形、V形密封圈等墊圈密封，不易洩漏。

機械密封洩露原因

機械密封的故障大多是由異常的洩漏、異常的磨損、異常的扭矩等現象出現後才被發現。造成機械密封故障的原因大緻有4個方面：

  • 機械密封的設計選型不對；

  • 機械密封質量不好；

  • 使用或安裝機械密封的機器本身精度達不到要求；

  • 機器運行操作錯誤。

以下是對機械密封洩露的原因彙總分析：

1. 開車後機械密封周期性洩漏

（1）轉子軸向竄動量及頻率大，動環來不及補償；

（2）操作壓力不穩轉子周期性振動。

2. 開車伊始機械密封即經常性洩漏

（1）動環和靜環兩端面其中有一方與軸線不垂直；安裝不正确、不平整。

（2）密封圈有缺陷或尺寸不符；

（3）由于某種原因，動、靜環變形；

（4）在該泵工作壓力下端面比壓太小；

（5）轉子晃動，振動過大；

（6）彈簧旋向裝反；

（7）密封面間有污物，開車後将摩擦面破壞；

（8）防轉銷太長，頂住靜環。

3. 開車後機械密封即大量洩漏

（1）安裝時将靜環碰壞；

（2）密封面與軸線偏斜太大；

（3）彈簧或動環卡住使兩端面貼不上。

4. 運行過程中機械密封突然洩漏

（1）泵抽空将端面打開進入污物；

（2）泵抽空将靜環抽出不能複位；

（3）泵徑長期運行，軸套表面結垢，密封面磨損後卡住動環不能前進補償磨損量，磨損面進入壓力液體，增大推開力，推開更大距離；

（4）摩擦副磨損量超過壓縮量極限，壓力液體進入摩擦端面間将其推開；

（5）摩擦副局部高熱，将密封圈燒毀；

（6）介質内有晶體或固體顆粒進入摩擦面間，使摩擦副迅速磨損；

（7）硬環表面斷裂迅速切割軟環；

（8）泵劇烈振動，将密封件破壞。

5. 停運一段時間後，再開車機械密封突然洩漏

（1）摩擦副處結焦、結垢或生鏽，阻礙密封件軸向滑動；

（2）未停車前彈性元件有折斷損壞現象。

了解機械密封工作原理，發現故障隐患，找出洩露原因。注意小問題，防住大隐患。

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