LPG装车泵上干气密封的应用分析

摘 要：近年来随着科学技术发展，它的主要特点是制造成本能够降低，干气密封的技术方式是一种能够用于高速旋转设备中，不用接触的密封设备。这种方式开始在低速离心泵上应用。液化石油气（简称LPG）的装车泵在受到环境影响之后使内部压力瞬间变化，这样就直接影响了泵密封在使用过程中的寿命，并且会造成液化气泄漏严重的事故，本文主要介绍液化石油气装车泵应用干气密封技术进行分析。

关键词：干气密封 离心泵 液化石油气

通过对一定资料分析，能够总结出LPG液化气泵机械密封在使用过程中容易出现一定的毛病，加上LPG在装车中容易液化，就会造成液化气泵的寿命缩短。LPG泵用干气密封是利用上边的原理进行时设计的，这种密封装置具有一定特点：主要表现在机械密封与干气密封能够连接在一起进行使用，利用机械密封做为主密封的装置，干气密封作为辅助密封的技术。在机械密封与干气密封之间冲入一定的氮气，这样就能够保证机械密封具有一定背压性，这样能偶减少机械密封中液膜出现气化程度，能够保证机械密封的使用寿命。

一、干气密封的机构特点

影响LPG 液化气泵机械密封使用寿命主要原因其实就是LPG非常容易气化，这样在机械密封的过程中就很难形成阻止液化的液膜，就会对机械设备有一定影响，利用这种装置可以延长密封使用寿命，他主要有三方面特点：

首先，针对机械密封设备能够与干气密封设备进行链接使用，这样就可以把机械密封设备设置成主密封手段，然后把干气密封设置成辅助密封手段，这样完成之后可以在主要密封于辅助密封两个方式中间直接冲入一定量的氮气，来保证在液化石油气表面形成一层密封的液化气膜，这个过程简单且容易实行，还能够提高设备使用寿命。

其次，这种密封措施会泄露出一些LPG，利用一定装置把这些气体直接排放到火炬中，这样泄露到大气中，可以起到环保的效果。

最后如果在密封过程中机械密封失效以后，这种干气密封还能够在短时间内起到一定密封作用，这样可以防止向大气中泄露气体，另外干气密封中的摩擦功率很小，能够降低能源消耗。只有传统密封方式的百分之五左右。

干气密封原理

根据LPG 装车泵在利用干气密封技术的时候，我们能够了解到干气密封在运行过程中属于串联结构，在进行第一密封的时候要采用平衡型机械密封，主要密封介质为LPG；在第二级密封过程中，要采用干气密封的手段，在干气密封中一般都选用氮气作为密封介质。然后在第一级密封和第二级密封中冲入一定量的氮气，干气密封在防止氮气向外泄露的同时还能够保证第一级密封具有一定的背压力，干气密封由动环和静环两个部分组成。表面具有一定的PM级别的单列螺旋槽，在工作中动环能够把氮气直接吸入到螺旋槽内，在螺旋槽内流动，进入密封槽的时候能够阻止氮气向外泄露。这样就形成了压缩气体，致使内部压力增高，形成内部气体反力平衡状态，这样就能够在石油气表面形成一定的石油气膜，实现密闭运输的安全性。

二、经济效益和社会效益分析

利用LPG 泵进行用串级式密封工作时，在保持平衡以后要采取一定的防抽空措施，这样实施以后加上干气密封腔对主密封能够起到一定的稳定作用，这样能够极大延长了设备的使用寿命。如果出现主密封面由于抽空作业中造成设备干磨，这样就会泄露一定的LPG干气，在氮气保护作用下能够使气泵正常运行，主密封过程会通过一定的研磨进行修复，这样能够实现安全环保效益，还能够保证串级式干气密封寿命能够延长3 年，这种设备价格虽比组装小弹簧式机械密封设备高出一倍的价钱，但是在每年检修和耗能这方面能够节约很多，这样能够保证具有良好的经济效益。另外LPG 泵用干气密封的运行成功，解决了困扰LPG 泵长周期运行的轴封问题，不但为企业带来经济效益，同时也带来社会效益。该干气密封可广泛应用在其他相似工况动设备的密封，解决易挥发介质的密封问题。

三、干气封闭案例分析

1.资料

某LPG 装车流程。装车泵的型号为80Y—100 X 2 型离心泵，轴封采用单端面机械密封方式进行封闭。为防止出现憋压的状况，在泵出口处安装了返回罐的循环线路，汽车槽车充装采用PLC 控制定量装车系统，如果在充装过程中达到设定的充装量时，气动球阀会实现快速切断。这样就严重影响了装车系统在使用过程中出现暴露出泵的机械密封容易损坏等问题。

2.出现问题

设备运行在进入夏季的时候会出现憋泵的情况，夏季槽车内的压力能够达到1.7MP，这个数值是当气温达到50摄氏度的时候，饱和蒸汽的压力，按时在罐内的压力只有0.7 ～1.0MPa。LPG 密度为= 560kg / m3，泵扬程H =200m，储罐压力P1 = 1.0MPa，计算泵出口压力：P = P1 +ρgH= 1.0 + 560 X 9.8 X 200 X 10 - 6约为2.1MPa.但是在实际操作过程中这个数值只与槽车的压差0.4MPa，这中压差的数值还要克服管线之间的阻力，为保证能够具有一定的充装压力，泵的循环线的速度要调整的小一些，在出口达到2.3MPa，就造成了憋泵的现象。

在冬季槽车压力值一般收到气温的影响会小于0.05MPa，但是储罐的压力是0.4 ～ 0.6MPa之间。这样在开启装车气动阀的时候，就会出现泵出口压力没有运行之前的1.5MPa 直到瞬间减少到0.4MPa，使内部的石油气出现液化造成液化气的气化现象，这样能够引起机械密封损坏出现泄漏的现象。

在定量装车系统的气动球阀开关时间仅为2s，泵到槽车的距离是400m、长DN100 的管线，且间断装车造成频繁水击，这种水击压力直接影响了憋泵内的空气抽空，这样在采取单端面机械密封的时候，就会造成泄漏出来的液化气在泵房内出现聚集的现象，房内的浓度能够达到3645mg / m3，超出180mg / m3 环保标准20 倍。

3.技术应用

现场运行概述：泵型号80AY - 100 泵扬程200m；密封轴径长度54mm；正常转速2975圈每分钟；输送介质为液化石油气；介质温度常温；介质比重0.56；入口压力冬季0.5MPa，夏季1.5MPa，实行干气密封气源为0.7MPa 的N2，进行手动调节阀控制为0.3 ～ 0.5MPa。

4.技术应用过程

由于串联式干气密封的主密封装置设置成械密封，干气密封为辅助密封的手段，在设置过程中对N2压力控制精度不用太准确，这样只要保证氮气压力低于LPG 压力就可以。如果氮气的压力过大，就会造成机械密封在一定压力作用下使泵抽空的情况出现，机械密封端也出现无液膜保护现象，出现氮气往泵体内泄漏；如果出现氮气压力过低，能够使机械密封不能形成足够的背压，密封端面液膜仍会出现轻微气化现象，不利于机械密封端面。

另外要根据冬夏两季装车泵入口压力，氮气的压力冬季设定为0.3MPa，夏季设定为用过滤器确保氮气洁净，防止损坏微米级的干气密封端面动压槽。在金乡设置单向阀的时候，要防止主密封失效或管网停氮气时LPG 反串。干气密封的密封腔出口能够直接接入火炬系统，这样能够确保密封泄漏时LPG不向作业环境泄漏。

四、结束语

干气密封的应用能够有效提高设备在使用中的寿命，这种方式的使用还能够具有一定环保效果，在令一方面还解决了LPG 泵长周期运行的轴封问题，能够给企业带来很好的经济效益，保证企业的正常发展。