1、机械密封辅助系统介绍,API 682-2002,一、API682冲洗管路系统标准方案,1.外部环境温度易使介质浓缩或凝固的情况 2.内部孔径应满足流量要求,1.用于低压、温度不高（低饱和蒸汽压）、低转速、高比热（如水）清洁介质 2.锥形密封腔，加快介质流动，易传热,1单密封默认方案 2.洁净介质，通用设备常用 3.高扬程泵，算冲洗量，定孔板尺寸，喉套间隙 4.易汽化介质，或产生摩擦热较多的高PV值场合 用多孔冲洗 5.冲洗压力高于密封腔0.10.2MPa 6.轻烃用多孔自冲洗，氮气背冷,常见问题 1.孔板直径的确定Q=1.22d2(P/）1/2 式中：Q流量l/min d孔板直径mm P孔板前
2、后压差Mpa 流体密度 2.计算，端面温升5 ，冲洗带走热=端面热+吸收热 3.泵出口端与密封腔相连，会导致密封腔压力很高 错。密封腔压力只有很小升高。因为，泵出口端到密封腔管线长，流速大，压降大。,4.为加快循环，密封腔内加一个螺旋套 不好。可能导致密封腔流体气化。 5.冲洗流量大一点，可以多降一点密封腔温度 错。PLAN11不能降温，只能抑制温升。冲洗流量过大，会降低泵的效率，提高密封腔压力。,1.用于立式泵，高扬程泵 2.常和PLAN1,11,12（过滤器）,21,22（过滤器换热器）,31（旋液分离器）,41 （旋液分离器，换热器）一起使用,1.PLAN11+13 2.用于立式泵,1.
3、空冷换热器 2.防止介质气化，满足辅助密封圈温度范围。防高于150 结焦或聚合，改善润滑性能。 3.注意降温不要导致晶体析出或变高黏度 4.先开换热器冷却水，后开车。,常见问题 1.高温流体，低比热流体降温多,2.温度降得越多越好 错。该方案只能少量降温，否则换热器易结水垢，介质侧也容易堵塞。API682建议用空气代替水作冷流体。 3.10MPa流体，能否直接进盘管进行冷却 不能，但并非盘管承压能力不够。 这样会导致增大密封腔压力，增大泵的效率损失，提高密封腔的温度，致使密封在高压高温工况工作，密封会过早失效。应同PLAN11，加一节流孔板。 4.该方案降不了多少温度，尽量少选 错。若在几十度
4、降温范围可以满足要求，应优先选用，因为该方案相对比较简单。,5.若降温效果差，增加冷却水流量 错。若不增大换热面积，只增大冷却水流量，对热流体降温帮助不大，只能降低冷流体出口温度。,1.80以上热水和烃类介质的标准方案（统计情况：泵送介质温度219 ，密封腔平均温度50 ，备用泵密封腔平均温度38 ） 2.只需小换热器 3.换热器不结垢 4.高凝固点和高黏度介质慎用（易导致凝固或黏度变高），宜用PLAN21 5.温度为176260 的非闪蒸烃类 6.温度高于60 的闪蒸烃类,常见问题 1.该方案只能降几十度 错。该方案和小间隙喉套配合使用，形成近乎封闭的腔体，换热器只带走密封端面热和泵腔吸收热
5、，密封腔可以降到很低的温度。,2.该方案对热工况有很好的效果，那么这类工况都选PLAN23 错。该方案成本高，而且需要冷却水（有些地方缺水）。一般是在方案21不能满足工况要求后才能选它。,3.增大泵送流量可以多降一些温度 错。增大泵送流量只能减小密封腔温升，几乎不能降低密封腔平均温度。 4.泵送环不起作用，该方案效果怎样 相当不好。因为端面温升很高，最高温度可以超过泵送温度，密封环发热，液膜气化，高温干摩擦剧烈磨损。 5.开车前，换热器盘管应充分排气，充满液体，冷却水应开启，之后才能开车，密封应能短期承受高温。,1.重密度颗粒杂质 2.应采用喉套阻挡含颗粒介质 3.不能用于泥浆,1.用于颗粒杂
6、质（碱，胺，易结晶流体）工况 2.防气蚀抽空 3.外冲洗应连续,包括启动停车 4.冲洗液与介质相容 5.应与小间隙喉套配合使用 6.成本高,只冷却不用32 7.炼油厂的油浆泵，塔底泵，用100 蜡油或柴油冲洗 8.适用于单端面密封的高温泵，易结晶、含固体颗粒或腐蚀性介质泵 9.对水介质，3000r/min，冲洗量330L/min（与轴径有关），对易挥发介质或温度较高介质，可适当再选大一些 10.冲洗压力高于密封腔0.10.2MPa 11.浓硫酸，用柴油或C4C9混合物,常见问题 1.该方案可以防颗粒，防气化，防高温，防腐蚀性，是解决单端面最好的方案，是不是所有单端面都可以采用此方案呢？ 不是。
7、首先，PLAN32 成本极高，高于PLAN52；其次，需要现场有合适的冲洗流体，并且有大量消耗；三，会稀释或污染泵送物料。所以，一般尽可能不选用该方案，仅为降温更不考虑选用。 2.泵停车时，也不能停冲洗。 3.必须配小间隙喉套，保持密封腔压力，降低饱和蒸汽压。 4.冲洗压力，冲洗量必须控制，见PLAN11。,1.plan21+31 2.用于重颗粒热工况(热水) 3.不能用于淤泥 4.采用喉套,1.用于非聚合流体,饱和蒸汽压高于封液,不允许漏向大气 2.不用于重流体,脏流体,易聚合流体 3.温升8 （水，柴油），16 （矿物油） 4.用于碱，胺，易结晶流体，用清水作缓冲流体使泄漏出的颗粒溶于清水
8、中（代替PLAN62或PLAN32）。 5.温度高于260 的工况可以考虑使用（或PLAN53） 6.内侧用非接触式密封，用于甲烷，氨水，丙烷，及其它高饱和蒸汽压烃类，具有较高的可靠性。,常见问题 1.标准配置：高报压力开关（设置值：0.1MPa），低液位开关，压力表（耐压：6.3MPa，量程0.6MPa） 2.开车前：必须先充满缓冲液。 3.正常工作状态：内侧密封泄漏，气化，从储罐顶部排气口通过节流孔板引向火炬；或漏入缓冲液，导致液位上升。 4.补（排）液：根据液位刻度线，从漏斗处补液，从储罐下部排液，不需停车。 5.内侧密封失效，压力开关报警（气化），高液位开关（选配）报警（不气化）。 6
9、.外侧密封失效：低液位开关报警。,7.缓冲液进出口温差 设密封为CM1B-070/1B-068 ，内侧介质260,8.泵送环效果差，结果会怎么样？ 密封腔缓冲液进出口温差超过10 ，甚至20 ，为密封所不能接受。 9.从成本考虑，该方案应优先于PLAN53，32选取。,1.用于脏的磨蚀性或易聚合介质,不允许漏向大气 2.介质允许少量污染 3.封液压力高于介质至少1.5bar（一般0.4MPa) 4.泵压力波动或高于35bar用差压调节器（设置值：1.41.6BAR） 5.用于富胺液介质（含H2S) 6.可以用于温度高于 260 的工况（PLAN52不能胜任的情况）,常见问题 1.标准配置：低报
10、压力开关（设置值：泵腔压力+0.140.16MPa），低液位开关，压力表（耐压：6.3MPa，量程6MPa） 2.开车前：必须先充满缓冲液（内侧密封应设置静环限位环）。 3.正常工作状态：内侧密封泄漏，进入泵送液，对泵送液有少量稀释或污染作用。压力表显示值高于泵腔介质压力0.140.41MPa。 4.补液：根据液位刻度线，用移动式补液泵从补液口补液。 5.内侧密封失效，低液位开关报警，低报压力开关报警，压力表显示值与泵腔介质压力接近一致。 6.外侧密封失效：低液位开关报警，低报压力开关报警，压力表显示值低于泵腔介质压力值。,7.缓冲液进出口温差 设密封为CM1B-070/1B-068 ，内侧介
11、质260,8.泵送环效果差，结果会怎么样？ 密封腔缓冲液进出口温差超过10 ，甚至20 ，为密封所不能接受。 9.从成本考虑，该方案应与PLAN32，52比较来选取。,用于介质压力高于20bar的场合,当介质压力波动或压力高于3.5MPa时，采用带增压罐的plan53C。,1.用于高温,含固体物或两者都存在的工况 2.污染介质 3.封液压力高至少1.4bar 4.成本高（高于PLAN53） 5.液源必须可靠，不得中断，否则损坏密封，污染液源系统。 6.先供液源，后开车。,1.急冷流体:低压蒸汽（高温）,氮气（低温，避开水的化学反应）,清水（常温），通常用于有毒，易燃，氧化性，易聚合，易结晶，高
12、黏度（碱，胺，易结晶流体）介质。 2.隔氧防焦冲泄漏。高于150 ，用蒸汽急冷防止泄漏流体结焦。 3.单密封用,1.布置2无压干抑制密封 2.缓冲气吹扫泄漏，稀释排放物。 3.截止阀+10微米过滤器（清除颗粒和液体）+调压器(至少高于大气0.5bar，低于0.7bar)+1.5mm孔板+流量计+(FSH)+PSL+压力表+单向阀 4.CSD/CSV堵死（稀释排放物）或接PLAN75/76（不允许向大气排放）,常见问题 压力表量程：略高于泵腔压力。流量计量程：200300NL/h （高流量开关报警点:排火炬50NL/h，堵死15NL/h）低报压力开关设置点：0.5bar,1.有压双干气密封 2.
13、氮气压力高于泵腔至少1.75bar 3.介质可含固体，但不能是高黏度或易聚合 4.截止阀+23微米过滤器（清除颗粒，液体）+调压器(至少高于介质1.75bar)+(孔板)+流量计+压力表+(FSH)+低报压力开关+单向阀 5.GBD/GBV合为一个GBO接阀门，通常为关，仅用于给密封腔减压。,SNS,泵用干 气密封控制盘,常见问题 压力表量程：泵腔压力+1.75bar位于刻度盘中间。流量计量程：200300NL/h（高流量开关报警点：2030NL/h）低报压力开关设置点：泵腔压力+1.75bar,1.布置2无压干抑制密封，泄露物会凝结或气体回收系统会倒流 2.和PLAN72/71合用 3.收集
14、器+孔板+高报压力开关（0.7bar)+阀门,1.布置2无压干抑制密封，泄露物不会凝结 2.和PLAN72/71合用 3.孔板+高报压力开关（0.7bar)+阀门,八、辅助系统,SNS,储罐容积有9L 、 12L 、 20L 三种规格，API682中8.5.4.3.1规定，d60选12L储罐， d60选20L储罐。 用于无压双密封缓冲液冲洗系统PLAN52 ，缓冲液温升通过调节冷却水流量控制在816,液位开关、压力开关对密封运行状态进行监控。,（一）CMG2.52储罐系统,SNS,（二） CMG2.53储罐系统,储罐容积有9L 、 12L 、 20L 三种规格，API682中8.5.4.3.1
15、规定，d60选12L储罐， d60选20L储罐。 用于有压双密封阻塞液冲洗系统PLAN53 ，阻塞液液温升通过调节冷却水流量控制在816,液位开关、压力开关对密封运行状态进行监控。,1.规格，仪器仪表，流体，布置方式应与用户协商。 2.每套机封应配一个独立的储罐。 3.储罐标准液位距泵轴中心线至少1米。 4.轴径60，12 l;60,20 l。 5.标准液位高于低液位至少150mm。 6.标准液位以上气象空间容积应大于等于NLL和LLA之间容积。 7.HLL距NLL之间至少50mm。 8.LLA应高于BI至少50mm。 9.BI应高于BO至少250mm。 10.BO应高于罐底至少50mm。 1
16、1.铭牌上应有最高工作压力，静压试验压力，最高/最低工作温度。,12.储罐接头采用螺纹连接。,（三）CMGR换热器,换热面积有0.2m2 、 0.3 m2、 0. 6m2、 0.9m2 、1.2 m2五种规格，由制造厂根据工况选择。 用于API682冲洗管路标准方案PLAN21/22/2341 ，盘管中介质的温降可以通过控制冷却水流量进行适当调节。,换热器盘管参数 最高工作压力：5.2bar 试验压力：8bar 最大压力降：1bar 最高进口温度：32 最高出口温度：49 最大温升：17,1.冷却水流量不低于8 l/min。 2.轴径大于60mm，管径为3/4 ,壁厚0.095 ; 轴径小于等
17、于60mm，管径为1/2 ,壁厚0.065。 3.管程壳程均应能完全排气排液 。 4.双支泵应为每套机封分别配置。,SNS,（三）CMGZ增压罐,压力传输比1：1.1，高压腔容积45L，换热面积有0.3m2 。 用于API682冲洗管路标准方案PLAN53C ，阻塞缓冲流体的温降可以通过控制冷却水流量进行适当调节。,SNS,（四）CMGB1补液泵,储液箱容积2L，每次输送量8.3ml ，额定压力6.3MPa。 用于API682冲洗管路标准方案PLAN53A/B/C 储罐或增压罐的补液。,SNS,（五）CMGB2移动式补液泵,储液箱容积35L，每次输送量22/24ml ，额定压力5/6.3MPa
18、。 用于API682冲洗管路标准方案PLAN53A/B/C 储罐或增压罐的补液。,（六）旋液分离器 1.压差应高于0.17MPa,应在设计压差下工作，否则影响分离效率。 2.固体密度至少为流体的两倍。（无法去除烃类中的焦炭，但可去除沙石，焊渣） 3.双支泵应每套机封配一个。 4.用奥氏体不锈钢制造。,（七）节流孔板 1.可以单独使用或与喉套旋液分离器配套使用。 2.最小口径3mm。 3.用奥氏体不锈钢制造，带耳柄，耳柄上组注明孔径，管道通径，材料。 4.串联间距不小于150mm。两个串联流量等于一个的70%,（八）内循环装置 小于1800r/min循环装置的效果应考虑。,（九）冷凝液储罐(PL
19、AN75) 1.直径至少200mm，容积至少12 l。 2.排液口3/4 ，排气口1/2 。 3.水静压试验，最高压力的1.5倍，不低于1.4bar，持续30min。,（十）压力开关,（十一）液位开关,（十二）安全阀 整定压力（开启压力）：使安全阀瓣开启有间隙的最小压力。整定压力为最高工作压力的1.11.05倍，容器设计压力等于或稍大于整定压力。 排放压力：安全阀排放中容器内能达到的最高压力，一般为整定压力的1.1倍。 回座压力：使安全阀瓣回到间隙为0的最高压力。一般为整定压力的0.9倍。 公称压力：常温状态下最高许用压力，有1.6，2.5，4，6.4，10，16，32MPa级。PNS（设计压
20、力/温度系数），最好是大于排放压力。,二.如何选择辅助系统,1.酸介质用布置方式1或3，不用2。 2.热工况（260 )选布置方式2或3。 3.立式泵加方案13。 4.腐蚀性介质，含颗粒介质用plan32。,三.封液选择,1.高于10bar阻塞液，应选低黏度流体。 2.工作温度高于10 ，选黏度低于100mm2/s（38 ），110 mm2/s （100 ）的油。 3.工作温度低于10 ，选黏度540mm2/s（38 ），110 mm2/s （100 ）的油。 4.含水溶液，选水或乙二醇。 5.初馏点比环境温度高至少28 。 6.烃类介质选蜡油或合成油（白油：ISO VG 15或ISO VG
21、65）。,对冲洗流体有如下一些要求： （1）清洁，无腐蚀性，与泵介质相容，工作温度下有较好润滑性。 （2）进入泵内不影响产品质量，泄漏出来不污染环境，无其他不良影响。 （3）进入泵内不影响泵的运转，如不引进抽空，汽蚀。 （4）导热性好，温度合乎要求。 （5）价格低廉。,四.炼油装置辅助系统选择,非烃类,非闪蒸烃,使用金属波纹管，无颗粒，PLAN32可用23代替。,闪蒸烃,1.脱盐装置（原油预处理）,常减压蒸馏装置：包括三部分：（1）原油预处理：用电化学法（化学物质+高压电场）除水脱盐；（2）常压蒸馏：原油在加热炉内被加热至370，送入常压蒸馏塔，蒸馏出汽油（初馏点200）、常压瓦斯油AGO（2
22、00350，用于生产航空煤油、轻柴油和重柴油），残油是常压重油（350）。（3）减压蒸馏：再经加热炉加热至410，进入减压蒸馏塔（8.799KPa，60mm汞柱），产出减压瓦斯油VGO（350500，也叫蜡油，用作生产润滑油、变压器油，或作催化裂化或加氢裂化原料）、减压渣油VR（500）。,2.常减压装置,重质油（减压馏分油）在高温和催化剂作用下发生裂化反应。原料油加热到400进入反应器，与来自再生器的高温催化剂粉末相遇，迅速汽化，并发生裂化反应，反应后的产物自反应器顶部排出，进入分馏塔，自上而下得到的产物为：催化裂化富气（含C3以上烃超过94ml）、粗气油、柴油、回炼油及油浆。催化裂化富气在
23、吸收稳定系统进一步分离出液化气和干气（含C5以上烃低于13.5ml）。,3.渣油硫化催化裂化装置,L：水冷夹套,4.重油催化裂化装置RFCC,5.脱硫脱硫醇装置（石油气分离前预处理）,6.气体分馏装置（石油气分离）,气体分馏（广石化）,气体分馏（燕山石化）,7.连续重整装置 轻汽油或石脑油（粗汽油）在加热加压和有催化剂（铂）存在下，转变成高辛烷值汽油或化工原料芳烃，并副产液化石油气和氢气。,8.异构化装置（催化重整）,9.甲基叔丁基醚MTBE装置（汽油添加剂，一般用甲醇和催化裂化及裂解C4中的异丁烯反应制得）,10.溶剂再生装置,11.酸性水气提装置,12.加氢裂化装置（海南项目） 在1015
24、MPa、400左右，氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油，或催化裂化、裂解制烯烃的原料）,加氢裂化装置（镇海炼油）,加氢裂化装置（大港石化）,13.储运装置,14.热工装置,15.循环水装置,16.柴油加氢装置,17.航煤加氢装置,18.制氢装置（重整副产）,API 610冷却水系统 A：直冷轴承；B：直冷轴承和压盖；K：直通轴承和换热器； D：制冷压盖；M：直通换热器,19.减粘裂化装置 对重残油轻度热裂化，所得燃料油粘度凝度降低，以改善油的质量，还可产出裂化原料用的重油和少量轻质油。,20.延迟焦化装置（广石化） 减压渣油经加热炉升温至500，送入焦炭塔进行焦化反应，产生的汽油柴油精制后可作成品，重馏分油可作催化裂化或热裂化原料，焦炭可作电极原料。,（1）焦化分馏部分,（2）吸收稳定部分,（3）酸性水气提部分,21.1乙烯装置（石油烃裂解）（上海石化）,22.芳烃抽提装置（兰州石化） 制法:1.煤焦油精馏2.裂解汽油加氢精制-芳烃萃取分离（用环丁砜）3.重整汽油萃取,
