中石油大连石化原料泵密封失效引发火灾！了解机械密封工作原理

导读

17日18时40分左右，中石油大连石化公司重油催化裂化车间原料泵密封失效，引发火灾。热油泵机械密封的失效问题，一直是炼油行业机泵密封的难点。

原料泵密封失效引发火灾

中国网8月18日讯，17日18时40分左右，中石油大连石化公司重油催化裂化车间原料泵密封失效，引发火灾。政府相关部门和企业迅速启动应急预案，市领导在现场指挥。数百名消防官兵在现场实施救援，目前未发现人员伤亡。

记者在中石油大连石化公司火灾现场了解到，截至17日22时50分，现场明火均已被扑灭。经查，污染物没有流入大海。该企业设有两个事故应急池，总容量为9.8万立方米，可以拦蓄污染物，目前应急池中有少量污染物。

消防队员和车辆仍已对事发地进行喷水降温。环保等相关部门正在对空气和水质进行监测。

什么是机械密封

机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置，也叫端面密封。

性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低，不用经常维修，且能适应生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求，比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。

机械密封的工作原理

机械密封工作时，由密封流体的压力和弹性元件（如弹簧或波纹管，或波纹管及弹簧组合构件）的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动，由于两个密封端面的紧密配合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，产生阻力，阻止介质泄漏，同时液膜又使得端面得以润滑。这层液体膜具有流体动压力与静压力，起着润滑和平衡压力的作用，同时产生长期的密封效果。

机械密封工作原理

如上图示，当旋转轴9旋转时，通过紧定螺钉10和弹簧2带动动环3旋转。防转销6固定在静止的压盖4上，防止静环7转动。当密封端面磨损时，动环3连同动环密封圈8在弹簧2推动下，沿轴向产生微小移动，达到一定的补偿能力，所以称补偿环。

静环不具有补偿能力，所以称非补偿环。通过不同的结构设计，补偿环可由动环承担，也可由静环承担。由补偿环、弹性元件和副密封等构成的组件称补偿环组件。

机械密封一般有四个密封部位（通道），如图中所示A、B、C、D。A通道是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。

因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格控制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。

B处为静环7与压盖4端面之间的密封；C处为动环3与轴（或轴套）9配合面之间的密封，因能随补偿环轴向移动并起密封作用，所以又称副密封；D处为压盖与泵壳端面之间的密封。B、D、C三处是静止密封，一般采用O形、V形密封圈等垫圈密封，不易泄漏。

机械密封泄露原因

机械密封的故障大多是由异常的泄漏、异常的磨损、异常的扭矩等现象出现后才被发现。造成机械密封故障的原因大致有4个方面：

机械密封的设计选型不对；

机械密封质量不好；

使用或安装机械密封的机器本身精度达不到要求；

机器运行操作错误。

以下是对机械密封泄露的原因汇总分析：

1. 开车后机械密封周期性泄漏

（1）转子轴向窜动量及频率大，动环来不及补偿；

（2）操作压力不稳转子周期性振动。

2. 开车伊始机械密封即经常性泄漏

（1）动环和静环两端面其中有一方与轴线不垂直；安装不正确、不平整。

（2）密封圈有缺陷或尺寸不符；

（3）由于某种原因，动、静环变形；

（4）在该泵工作压力下端面比压太小；

（5）转子晃动，振动过大；

（6）弹簧旋向装反；

（7）密封面间有污物，开车后将摩擦面破坏；

（8）防转销太长，顶住静环。

3. 开车后机械密封即大量泄漏

（1）安装时将静环碰坏；

（2）密封面与轴线偏斜太大；

（3）弹簧或动环卡住使两端面贴不上。

4. 运行过程中机械密封突然泄漏

（1）泵抽空将端面打开进入污物；

（2）泵抽空将静环抽出不能复位；

（3）泵径长期运行，轴套表面结垢，密封面磨损后卡住动环不能前进补偿磨损量，磨损面进入压力液体，增大推开力，推开更大距离；

（4）摩擦副磨损量超过压缩量极限，压力液体进入摩擦端面间将其推开；

（5）摩擦副局部高热，将密封圈烧毁；

（6）介质内有晶体或固体颗粒进入摩擦面间，使摩擦副迅速磨损；

（7）硬环表面断裂迅速切割软环；

（8）泵剧烈振动，将密封件破坏。

5. 停运一段时间后，再开车机械密封突然泄漏

（1）摩擦副处结焦、结垢或生锈，阻碍密封件轴向滑动；

（2）未停车前弹性元件有折断损坏现象。

了解机械密封工作原理，发现故障隐患，找出泄露原因。注意小问题，防住大隐患。