尼龙聚合釜机械密封及辅助系统的研究.pdf

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1、石油和化工设备-100-安全密封2017年第20卷安全密封尼龙聚合釜机械密封及辅助系统的研究张学刚，陆旭（中航黎明锦西化工机械（集团）有限责任公司，辽宁葫芦岛125001）[摘要]对尼龙聚合釜机械密封及其辅助系统在工程中应用的案例进行分析，总结出尼龙聚合釜机械密封及其辅助系统的正确配置方案及选用原则。[关键词]尼龙聚合釜；机械密封；辅助系统；冲洗方案；PLAN53C；釜内取压自2008年全球金融危机后，世界尼龙市场和不允许有大量泄漏，单端面允许泄漏量≤5ml/h。产能逐步向亚洲地区转移。2010年，我国尼龙产因此选用静环安装在密封压盖内侧的内装（内

2、流品产量突破140万吨，成为世界第一生产国和消费式）双端面机械密封。国。尼龙聚合釜是生产尼龙66等产品的间歇式核(3)聚合釜的工作压力为2.2MPa，大于心装置，在消化吸收国外技术的基础上，已自主1.5MPa，应选用平衡型双端面机械密封。其优点研发出系列釜型。机械密封及辅助系统是设备的在于聚合釜压力升高后，密封端面上的作用力变核心密封装置，对聚合釜的密封性能起着决定性化较小，更有利于控制密封端面的比压。作用。(4)摩擦副匹配：选用一软一硬搭配。软环采1尼龙聚合釜技术特性用SIC材质且硬环要比软环宽。在密封端面宽度的设计过程中，先确定软环宽度，再确定

3、硬环宽表1尼龙聚合釜技术参数度。就摩擦热角度分析，端面宽度越小，摩擦热釜体夹套管程越小，变形小，磨损均匀。就受力角度分析，端工作压力MPa-0.1/2.20.50.5面过小不利，破坏变形增大。同时，密封端面的设计压力MPa-0.1/2.350.50.5直径又是载荷系数的函数，因此密封端面的宽度工作温度℃280320320应综合考虑。设计温度℃300340340(5)轴承匹配：由于聚合釜传动机构已另设轴物料名称尼龙66导热油导热油承，此机械密封无需配备轴承。传动方式上传动(6)辅助密封圈的匹配：采用O型圈，由于工轴系支撑类型悬臂轴作温度为320℃，O

4、型圈材质应选用强化型氟橡胶功率kW55或全氟醚橡胶。转速r/min0～60（变频调速）(7)机械密封轴套锁紧装置的匹配：采用轴套2机械密封的选用锁紧套结构，使密封轴套与转轴同步运转，并有机械密封是依靠弹性元件和介质的压力对摩效防止轴套上、下窜动引起的密封失效。另设轴擦副的压紧而实现密封的轴封装置。机械密封并套定位板结构，在机械密封单独运输或机械密封非领先的核心技术，却是决定性技术。机械密封未安装之前，起到将轴套轴向定位的作用。当机的漏损和寿命决定了整机的可靠性。因此正确地械密封安装到位后，将轴套锁紧套锁紧，并将定选用机械密封结构至关重要。位板移走。

5、2.1机械密封结构的选用2.2机械密封简图(1)机械密封应为旋转式双端面机械密封。作者简介：张学刚（1970—），男，辽宁葫芦岛人，2009年毕业(2)由于聚合釜的工作压力及工作温度较高且于中央广播电视大学机械设计制造及自动化专业，本科，高级工程师。从事搅拌设备等压力容器设计及工艺工作。第6期张学刚等尼龙聚合釜机械密封及辅助系统的研究-101-图13机械密封辅助系统的选用3.2辅助系统的最重要的工作方式是冲洗方式。聚合釜常用的冲洗方式有：PLAN53A、PLAN53B、3.1在高温、高压、高转速的工况下，尼龙聚合釜PLAN53C、PLAN54。的设

6、计结构中，虽已设置冷却水箱及隔离套来降低机械密封的使用温度工况。但仅靠单独机械密3.3尼龙聚合釜配置冲洗方案为PLAN53A的辅助系封几毫米宽的密封端面上实现密封较为困难。为统（图2为失败案例）了解决此问题可有两个途径：(1)从密封结构和材料入手，使之适应苛刻工况条件。这种做法花费代价较高，但尽管如此，仍不能从根本上解决问题，因此不予考虑。(2)通过设置机械密封辅助系统改善工作环境。如不设置辅助系统，机封工作中产生摩擦热，会使密封端面温度升高，产生以下不良后果：温升使密封端面间的液膜汽化，磨损加剧，造成密封失效；温升使动、静环产生热变形，泄漏量增大

7、，磨损加剧；温升加剧图2介质对机封的腐蚀；温升使辅助密封圈老化、变(1)机械密封配备PLAN53A冲洗方案的辅助质而失效。系统，辅助系统为平衡液罐。工作原理：平衡液因此，机械密封辅助系统不仅起到冷却润滑罐提供高于被密封介质的压力，通过机械密封内的作用，还可改善密封工作环境，减少泄漏量，的泵效环对密封液进行循环。平衡液罐外接氮气延长机封使用寿命，因此尼龙聚合釜必须正确选源，内置盘管冷却，无压力及液位报警装置。在用辅助系统。设备进行冷态试车过程中发现机械密封出现大量石油和化工设备-102-安全密封2017年第20卷泄漏（外泄及内泄同时出现）。2.75M

8、Pa。加压气体直接作用在密封液上，气体压(2)密封失效主要原因及分析：力高时，溶入液体中，导致密封液系统循环效果很差，反应