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机械密封的四种方式介绍

APIPLAN53A
PLAN53A采用外部气体加压隔离液储罐为隔离流体密封腔提供清洁的隔离液,机械密封隔离液采用内循环装置来进行循环。根据API682的规定,PLAN53A隔离液的压力要高于密封腔压力0.14~0.41MPa。
液力透平机械密封需要较高压力的氮气对隔离液加压,当压力超过2MPa以上时,氮气在隔离液中的溶解度急剧增大,当溶解了大量氮气的隔离液到达密封端面时,由于端面温度更高,溶解的气体可能析出导致端面干摩擦,从而导致密封失效。因此,PLAN53A只适用于密封腔压力较低(通常不超过1MPa)的场合,而不适用于液力透平机械密封。
APIPLAN53B
PLAN53B通过囊式蓄能器对隔离液加压,采用内循环装置循环。由于有气囊的存在,氮气与隔离液完全不接触,这就避免了加压气体被隔离液吸收,使密封可以用于液力透平等高压操作工况。但是由于PLAN53B的隔离液是在换热器的盘管中流动,因此管阻较大,对内循环装置的要求很高;同时换热器需要充分排气,否则隔离液的循环也会受很大的影响甚至没有循环,而隔离液的循环效果直接关系到密封的使用寿命及密封的可靠性。
APIPLAN53C
PLAN53C通过活塞式增压罐对隔离液进行加压,活塞式增压罐面积比一般为1∶1.15,隔离液的压力始终保持为密封腔压力的1.15(增压罐增压比)倍左右,在一般情况下,内侧密封都只需要承受密封腔压力0.15倍的压差,同时,在压力波动的情况下,内 侧密封的承压方向也不会变化。
对于保证机械密封稳定可靠运行,APIPLAN53C是液力透平机械密封辅助系统的优选方案。但是,在实际应用中要求活塞式增压罐具有极高的灵敏度以确保隔离液的压力以及隔离液压力相对于密封腔压力的响应速度,因此PLAN53C的制造工艺复杂,成本较高,其应用受到了限制。
APIPLAN54
PLAN54采用一个加压外部循环的隔离液系统向隔离密封腔提供清洁隔离液。由于是靠外部循环装置提供循环动力,因此其循环量较大,可以将隔离液温度控制在一个较低的范围,从而改善机械密封运行环境提高其使用寿命。理论上PLAN54是一种非常具有优势的方案,但是,PLAN54一般只对隔离液的压力进行监控,而其循环量较大,因此很难对密封的运行情况进行有效的监控,特别是泄漏量较小的情况。
另外PLAN54必须配置专用的密封油系统,其中包含循环油泵、压力调节阀门、油冷却器、油箱等必要设施,这些元件在工作时的可靠性决定了密封油系统的可靠性,而密封油系统的可靠性直接关系到密封运行的可靠性,加之其造价非常高,液力透平不推荐采用该方案。
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