7.2.1 概述
7.2.1.1 除非另有规定,否则内侧密封应为接触式湿式密封,且采用面对背的端面组合(2CW-CW 如图3所示或2CW-CS 如图4 所示) 。内侧密封应具有内部平衡结构( 防负压结构) , 可以承受小于等于0.275MPa(2.75bar)( 40psi)的负压差,而不使密封端面打开或产生移动。参考图10 所示。
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注1:正常情况下,抑制密封腔压力小于内侧密封腔压力。通常,抑制密封腔通过管线与蒸汽回收装置相连接, 这时抑制密封腔压力就是回收系统的压力。正常情况下蒸汽回收系统的压力达不到0.275MPa(2.75bar)(40psi)。
注2:默认的端面组合方式是面对背。因为该结构中的外侧密封的压力低,所以在技术上没有具有要求。只要满足4.2b)的要求,也可以采用其他的端面组合。
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7.2.1.2 如果指定,内侧密封也可以采用非接触式密封(2NC-CS,见图4b)。
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注:非接触式内侧密封采用可以对气体或液体都提供可靠密封效果的开启端面结构,如动压槽或波形端面。在密封汽化压力高或汽液混合的清洁流体时,接触式湿密封很难提供足够的蒸汽压力裕量。由于非接触式内侧密封允许流过密封端面的流体闪蒸成气体,所以在这种情况下可选择采用非接触式内侧密封,且可以把非接触式内侧密封设计成气体密封。但是非接触式密封的泄漏率通常比接触式湿式密封要高一些。
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7.2.1.3 除非另有规定,否则接触式湿密封应采用液体缓冲系统;如不提供液体缓冲系统时,抑制密封应采用非接触式抑制密封。如果密封制造商推荐,并征得密封买方的同意,抑制密封可以采用接触式密封。
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注1:非接触式抑制密封是利用端面特征(动压槽,波度等)来实现密封表面间的分离(开启密封端面)。
相对于接触式“干运转”抑制密封,非接触式抑制密封有以下特点:
- a) 在运行中磨损率低;
- b) 更适合于露点低于-40℃下,对缓冲气体要求更低;
- c) 适合于更高的端面速度和更大的压差;
- d) 与接触式抑制密封相比,其泄漏速率可能会大一个数量级。
注2:通常情况下,接触式抑制密封的蒸汽和液体泄漏率最低。制造商的标准干运转接触式抑制密封连续操作时,受到供气压力的限制,其压力一般低于0.07MPa(0.7bar 或10psi)。但是,这种设计更适合压力可以达到0.275MPa (2.75bar) (40psi)时还能连续操作,以适应蒸汽回收系统的压力的变化。摩擦磨损取决于轴的转速、抑制密封腔的压力和被密封蒸汽的特性。采用非常干燥的氮气作为缓冲气体会导致石墨密封端面的快速磨损。参考附录F.1 了解更详细的信息。
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7.2.1.4 如果使用缓冲流体,应在机械密封数据表中指定。
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注:许多现有的2CW-CS 型密封没有采用外部缓冲气体。如果没有采用缓冲气体,抑制密封腔中将充满泵送介质的蒸汽。
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7.2.2 密封腔和密封端盖
7.2.2.1 如果工艺条件需要,且能够保证采用密封布置方式所需要的长度增加量,那么可以在密封端盖上安装固定式石墨节流套,以防止压力瞬时泄掉。
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注1:双端面密封很少采用节流套,但在低温工况下,常采用急冷(吹扫)以防止结冰。
注2:对于布置方式2 密封,由于密封腔端面和轴承箱之间的轴向空间很有限,所以可能无法使用节流套。
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7.2.2.2 使用内循环装置的密封系统应该遵从7.1.2.7~7.1.2.11 规定。
7.2.3 液体作为缓冲流体的接触式湿式密封(2CW-CW)
7.2.3.1 概述
在带有缓冲液的密封系统中,缓冲液的进口和靠近密封腔出口的最大温度差应为:
- a) 缓冲液为乙二醇/水或以及粘度接近水的液体时为8℃(15ºF);
- b) 缓冲液为油时为16℃(30ºF)。
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注:许用温度差考虑了热传导的热量和密封端面产生的热量的影响。密封许用温差不能与稳态操作时的缓冲液的平均温升或与过程流体和稳态缓冲液的温度差相混淆。
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7.2.3.2 有很多方法可以加强流体在密封腔中流入和流出的流动效果,如:切向进出口、内部隔板,径向和轴向导流环以及改进的密封腔设计。密封应该满足本标准第10 章中关于温升准则和密封制造商认证试验的相关要求。内侧循环装置的要求见7.1.2.7~7.1.2.11。
7.2.4 接触式湿式内侧密封+干运转抑制密封的密封腔和密封端盖(2CW-CS)
7.2.4.1 在抑制密封腔排气口和排净口的下游和抑制密封端面的上游之间的位置,应当安装固定的非打火材料节流套,或由买方提议的其它同类装置。衬套应在轴向上定位以防止它由于轴向移动而损坏密封元件。节流套和转动件的最小直径间隙符合表1 的要求(见图26)。
在买方允许的条件下,可以采用上述的标准布置方式而演变出的各种其它布置方式结构。
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注:因为抑制密封腔内的节流套可以把内侧密封产生的正常泄漏引到抑制密封腔的排放口排放,所以应用节流套可以帮助把抑制密封与内侧密封的泄漏介质隔离开。当空间非常有限时,需要密封制造商提出可供选择的抑制密封腔设计方案。
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7.2.4.2 只有在买方允许的情况下,才能把抑制密封腔的排气孔和排液口用作缓冲气体的进口。
==图26 用于2CW-CS 和2NC-CS 密封结构中的抑制密封腔节流套剖面图==
7.2.5 非接触内侧密封+干运转抑制密封的密封腔和密封端盖(2NC-CS)
7.2.5.1 在抑制密封腔排气和排放接口的下游和抑制密封的密封端面的上游之间的位置,应当安装固定的非打火材料节流套,或由买方提议的其它同类装置。节流套应在轴向上定位以防止它由于轴向移动而损坏密封元件。节流套和转动件的最小直径间隙符合表1 的要求(见图4b)。
在密封买方的允许下,可以采用上述的标准布置方式而演变出的其它布置方式结构。
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注:因为抑制密封腔内的节流套可以把内侧密封的正常泄漏引到抑制密封腔的排放口排放,所以应用节流套可以帮助把抑制密封与内侧密封正常的泄漏介质隔离开。当空间非常有限时,需要密封制造商提出可供选择的抑制密封腔设计方案。
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7.2.5.2 只有在买方允许的情况下,才能把抑制密封腔的排气孔和排液口用作缓冲气体的进口。