在煤制液化工廠中，存在許多有毒，有害，易燃，易爆的物質，如甲醇，乙烯，硫化氫，一氧化碳和輕烴。這種介質的泵送具有高密封要求，并且根據現代管理要求不允許泄漏。
目前，通常有三種使用技術，例如屏蔽泵，磁力泵，隔膜泵等無泄漏泵，當必須使用離心泵時，雙機械密封或使用干氣密封。在雙密封適用的大多數應用中，使用干氣密封在技術上是可行的。
因此，雙密封和干氣密封更好，經常困擾許多用戶。本文以神華煤化工煤化工凈化裝置的主洗泵為例，對雙密封和干氣密封進行了簡單比較，希望能為該領域的用戶提供更多的參考。
機械密封
機械密封原理
機械密封是指在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）和輔助密封的配合下，防止由垂直于旋轉軸的至少一對端面引起的流體泄漏的裝置。
機械密封主要由以下四種類型的部件組成。主密封：1個靜環，2個動圈;輔密封件，6個旋轉輔助密封件，8個靜態輔助密封件;壓縮部件，3個彈簧;傳動部件，4個彈匣座和5個鍵或固定螺絲，7個防旋轉銷，9個壓蓋。

機械密封中的流體可能泄漏的方式如圖1，AB，C和D所示.CD泄漏通道是固定環和壓蓋，壓蓋和套管之間的密封，兩者都是它們是靜密封。 B通道是旋轉環和軸之間的密封。當端面被摩擦和磨損時，它只能以微量的方式跟隨補償環的軸向運動，并且實際上仍然是相對靜態的密封。因此，這些泄漏路徑相對容易阻塞。

最常用的靜態密封元件是橡膠O形圈或Teflon V形環，作為旋轉環或固定環的補償環，有時使用橡膠，Teflon或具有彈性元件功能的金屬波紋管。結構A通道是動態密封，其中旋轉環的端面和固定環相互滑動，這是機械密封裝置中的主要密封，也是確定機械密封性能和壽命的關鍵。 。
當機械密封工作時，由密封流體的壓力和彈性構件的彈力引起的軸向力使得移動環和靜止環彼此粘在一起并且由于兩個密封而相對于彼此移動結束。表面的緊密配合在密封端面（密封界面）之間形成小間隙。當加壓介質通過間隙時，形成非常薄的液膜，其產生阻力并防止介質泄漏，并且液膜使得端面被潤滑以用于長期密封。
雙機械密封
為了在使用有毒有害介質時獲得更好的密封效果，采用雙重密封，根據密封液體系統的壓力，可分為雙壓密封（雙機械密封）和無壓雙密封。密封（系列機械密封）。
加壓雙密封液體系統的壓力通常比第一級密封之前的壓力高0.01-0.03MPa。當第一級密封件泄漏時，密封劑將進入泵，確保泵內的介質不會泄漏到外部。當密封流體進入泵時，密封流體系統的壓力和液位降低，并且可以實現密封的泄漏監測和報警。
無壓雙密封系統中的壓力通常是常壓或微壓，其低于第一級密封之前的密封腔壓力。當第一級密封泄漏時，泵中的介質進入密封液體系統，使密封液體系統的壓力和液位上升，并通過壓力開關或液位實現泄漏監測和報警開關。它也不同于雙端機械密封不能監測雙端機械密封的失效。單端機械密封最重要的形式之一。
雙密封（雙機械密封）原理與單機械密封基本相同。 它由在流體壓力和補償機構彈力和輔助密封作用下垂直于旋轉軸的端面（摩擦副）保持。 一種防止相對滑動引起的流體泄漏的裝置。

雙端機械密封不僅是單端機械密封的重復，而且可以防止化學工業的一些關鍵場合中危險，有毒，易燃，易爆物質的泄漏，并具有高性能的保險。影響。當密封高壓介質時，可以合理地分配每個密封件兩端之間的壓力差，以改善密封件的工作壓力范圍。對于一些自潤滑，易凝固的汽化介質，通過將密封液注入密封腔中，提高了密封條件，大大提高了密封的效率和使用壽命。
在操作期間，在由流體壓力（中壓）和彈性構件的彈力引起的合力下，在密封環的端面上產生適當的比壓（壓縮力），使得兩個接觸端面（動環，靜）環的端面彼此緊密連接，并且在端面之間的非常小的間隙中保持非常薄的液膜以達到密封的目的。雙端機械密封有兩個端面密封。如果第一級密封失效，則仍可密封二級密封以防止泄漏。通常，雙面密封需要外部密封液體系統，并且密封液體被引入密封腔體中以進行密封，潤滑和冷卻，并且主要用于循環冷卻。密封液不僅可以沖洗摩擦副，改善機械密封的工作環境，而且可以作為主密封面失效的重要檢測手段。與單端機械密封相比，雙端機械密封還有一個摩擦副。可分為面對面，背對背兩種形式。
面對面雙面機械密封有兩種形式：面對面固定環和面對面移動環。靜環面對面是一體式移動環，移動環面向表面，是一個完整的靜環。然而，由于加工精度，機械密封失效后的更換成本等，面對面雙密封在流體泵的機械密封中使用較少，并且通常用于密封室尺寸小的應用中。背靠背或串聯機械密封已完全適用于面對面機械密封的應用。輕質碳氫化合物，粘性，聚合物流體和有害氣體采用干氣密封，非接觸式設計，采用面對面機械密封。面對面機械密封要求密封流體壓力大于中壓，屬于壓力雙密封，否則內部機械密封動靜環受到不合理的壓力。面對面結構主要用于組裝結構，并且可以用作單個端面或密封液體以形成雙端面。
背靠背雙面機械密封也可以制成一個包裝，便于拆卸和組裝，易于維修，因此使用更多。背對背雙密封有兩個移動環和兩個靜環，第一級密封是流出型。由于其廣泛的應用條件和廣泛的應用，狹義上的雙端機械密封是指背靠背的雙端機械。密封。 背對背雙密封屬于加壓雙密封。 當主密封失效時，密封液體系的壓力和液位將降低。 密封液循環的功率由內置泵效應環提供。
對于無壓雙密封（系列機械密封），兩套單端機械密封由兩個系列的機械密封組成。 兩組密封件沿相同方向排列。 密封室中的壓力逐漸降低，介質不會泄漏。 由于結構緊湊，系列雙面密封可應用于軸徑不大，軸向尺寸小，中等負荷隨轉速變大的場合。 內端是平衡的機械密封，外端是帶有泵環的不平衡機械密封。 密封液提供密封表面的冷卻潤滑，并通過內置的泵送效果環循環。

2.干氣密封
2.1原則
通常，典型的干氣密封包括固定環，移動環組件（旋轉環），輔助密封O形環，靜密封，彈簧和彈簧座（腔）。靜環位于不銹鋼彈簧座中，并用二級密封O形圈密封。彈簧與旋轉環配合，旋轉環固定在軸上，處于密封的無負載狀態，如圖7所示。
在移動環組件和固定環的配合表面處的氣體徑向密封件具有其先進且獨特的方法。由于表面的平整度和光滑度，在移動環組件的表面上有一系列螺旋槽，如圖8所示。當它旋轉時，氣體被向內泵送到螺旋槽的根部，并且根部外的非開槽區域稱為密封壩。密封壩對氣流施加阻力并增加氣膜壓力。
通過表面之間的壓力使靜環的表面與移動環組件分離，并保持小的間隙，通常約為3微米。當由氣體壓力和彈簧力產生的閉合壓力等于氣膜的開啟壓力時，建立穩定的平衡間隙。在動態平衡條件下作用在密封上的力。
閉合力Fc是氣體壓力和彈簧力的總和。打開力Fo是到端面的端面壓力分布由區域整合形成。在平衡條件Fc = Fo時，運行間隙約為3微米。
如果由于一些干擾而減小密封間隙，則端面之間的壓力增加。此時，打開力Fo大于關閉力Fc，并且端面間隙自動增加直到達到平衡。
類似地，如果擾動增加了密封間隙，則端面之間的壓力減小，閉合力Fc大于開啟力Fo，端面間隙自動減小，并且密封快速達到新的平衡狀態。
該機構將在靜止環和移動環組件之間形成相對穩定的氣膜，使得端面可以保持分離，不接觸，并且在正常動力運行條件下不易磨損，從而延長使用壽命。
由離心泵輸送的介質是液體。根據不同的工況，可采用雙面干氣密封和串聯干氣密封。
2.2雙端干氣密封
雙面干氣密封可用于大多數離心泵的軸封。它具有以下特點：用“氣體堵塞”代替傳統的“液體堵塞”原理，即用壓力密封氣體代替壓力密封液，確保過程介質實現“零逃逸”;整套密封件采用非接觸式操作，其功耗僅為傳統雙面密封的5％，并且使用壽命比傳遞。密封系統長5倍以上;結構簡單的輔助系統確保過程介質不受污染，過程介質不會泄漏到大氣中，完全擺脫了傳統雙面機械密封對油系統的依賴。密封氣體采用工業氮氣或工業儀表風，其壓力高于介質0.15-0.2MPa。
泵的雙端干氣密封的缺點是：需要一定壓力的氣源，氣源壓力比中壓高至少0.2MPa;微量氣體進入過程。
2.3系列干氣密封
泵的串聯干氣密封具有以下特點：干氣密封與接觸式機械密封串聯使用，機械密封為主密封，干氣密封為二次密封;干氣密封和主密封與氮氣連接，確保主密封有一定的背壓，大大延長了主密封的使用壽命;從主密封件泄漏的工藝介質與密封氣體一起排放到焊炬中，以確保工藝介質不會泄漏到大氣中，這是一種環保的密封;主密封失效后，干氣密封很短，在此期間充當主密封，防止過程介質泄漏到大氣中。這種密封件的使用壽命取決于機械密封件的使用壽命，通常約為2 - 3年。密封主要用于揮發性介質，如液態烴介質;力量要求不高。
用于泵的串聯干氣密封的缺點在于，密封件在其全部意義上還不是干氣密封，并且其整體性能在機械密封和干氣密封之間。 該密封件適用于揮發性介質，使用范圍窄。

PLAN52：用緩沖液注入密封室，緩沖液的壓力小于工藝流體壓力但不低于大氣壓。由于緩沖壓力小于過程流體壓力，少量過程流體泄漏到緩沖器中，即在外密封室中，并循環到密封系統或排氣系統進行處理，從而避免了直接排放。過程流體對大氣和環境的污染。該泵使用工業白油作為緩沖劑。
PLAN62：用外部冷卻液沖洗密封表面的外側。淬火液可以使用蒸汽，氮氣或清水。泵考慮介質的低溫，并使用0.2-0.7Bar的低壓氮氣進行凈化，以防止外部密封件運行時周圍的熱量結冰，從而導致密封面損壞。
泵密封系統需要兩個帶溫度，壓力和液位開關的緩沖罐，外部密封需要低壓氮氣吹掃。一旦主密封泄漏，外密封液位上升并且壓力增加，導致壓力或液位報警，從而判斷密封泄漏以進行維護。
3.3干氣密封選擇
甲醇是烴，其在低溫下極易蒸發，并且由接觸密封產生的摩擦熱將增加密封表面之間的液膜的不穩定性。因此，建議使用雙面干燥。氣密密封。
該泵采用雙面干氣密封。沖洗計劃PLAN74
PLAN74：隔離氣體由外部供應 - 氮氣。通常，氮氣壓力應高于主密封腔室的壓力。標準規格應為1.75-2bara（25psi-30psi），隔離氣體應具有過濾器，壓力調節，流量。由止回閥，壓力表和壓力開關組成的控制面板使隔離氣體的泄漏方向通過主密封件向主密封腔泄漏，另一個通過外部非接觸泄漏到大氣側。干氣密封。實現介質的零泄漏。
8MPa（a）穩定的清潔氮氣需要配備過濾器，壓力調節閥，流量指示器，壓力表，壓力開關等。
4主洗泵選用系列機械密封和干氣密封比較
（1）密封效果：系列機械機械密封和干氣密封可使介質永不泄漏;
（2）使用壽命：系列機械密封的使用壽命為1年;干氣密封的使用壽命為3年;
（3）操作簡便：串聯機械密封需要緩沖并配備氮氣吹掃;干氣密封需要采用氮氣壓力系統，兩者基本相當;
（4）一次性投入價格：系列機械密封的價格相當于干氣密封價格的60％;輔助系統的價格是等價的;
（5）外部條件依賴性：公共工程條件不需要串聯密封，干氣密封需要壓力穩定，清潔的氮源;
（6）脆弱性：系列機械密封是接觸密封。由于介質溫度低，密封產生的摩擦熱會增加密封面之間液膜的不穩定狀態，長期運行能力明顯弱于干氣密封;干氣密封必須達到一定的速度才能形成氣膜，打開密封面，當泵開始停止時，密封面容易磨損。如果泵頻繁啟動和停止，很容易損壞。
（7）檢修復雜性：系列機械密封和干氣密封是盒式密封，整體更換對用戶沒有太大影響;
（8）維護費用：該系列機械密封價格低廉，壽命短。如果計算周期為三年，則干氣密封更換成本理想地為系列密封的55％。
4。結論
通過對主氣泵密封和凈化裝置的串聯機械密封選擇的綜合比較，兩者之間沒有絕對的優勢。干氣密封具有維護成本低，使用壽命長，在公共工程條件穩定，裝置運行穩定的情況下穩定可靠的優點。因此，在能夠穩定運行的裝置中，優選使用干氣密封。 在新建和改造工程中，由于施工初期工藝運行穩定性差，公共工程條件穩定性不能保證，雙機械密封具有投資少，對公眾依賴性低的優點。 工作，重置成本低。 因此，在新建和改造工程中，建議優先考慮系列機械密封。
在目前的技術條件下，泵在雙機械密封和干氣密封方面都具有優勢。 在選擇中，有必要綜合考慮投資能力，外部條件，設備穩定性和工藝要求。