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离心泵密封基础:高温会对双密封系统造成危险的压力增加

发布时间:2023-11-23 10:24:02         发布人:离心泵
    气候对密封系统的影响往往被忽视。恶劣天气条件造成的损害,例如间歇性风暴或湿度,可以有效地管理。但是,每天暴露在户外,尤其是那些存在极端温度的地方,可能会对密封造成严重破坏。
用压力防止泄漏
泵送环为隔离液体提供动力使之在两个密封之间循环。当热的隔离液体从密封腔顶部流出,冷却后的隔离液体重新进入密封腔底部时,也会产生自然对流。储罐注满到密封连接处上方的给定液位,液体上方的气体(体积)对系统加压。储罐与加压气源隔离。
天气越热,压力越大
在加压的双密封系统中,隔离压力应始终高于流程液体的压力。虽然这种压差对密封的可靠运行至关重要,但很少有人用压力表测量密封腔的压力。
式中,
Px = 在较高温度下的绝对压力
Py = 在较低温度下的绝对压力
Tmax = 高绝对温度
Tmin = 低绝对温度
在本例中,较低温度下的绝对压力为8 bar(0.8 MPa, 116 psi),则:
液位会随着时间的推移而变化,因为密封处会发生自然泄漏。由于储罐中的气体体积相对较小,因此压力会随着气体体积的变化而变化。储罐的工作液体体积取决于两次加注之间的允许时间。隔离液体储罐中的正常液位(NLL)通常约为可见液位的三分之二。高液位(HLL)接近观察视镜的顶部,而低液位(LLL)将接近底部。工作范围介于正常液位和低液位之间。高液位表明有流程液体泄漏到储罐中。
液位在低(LLL)、正常(NLL)和高(HLL)之间波动
在一个典型的例子中,当使用12升(L)储罐时,低液位为6 L,正常液位为8.5 L。可通过公式2计算正常液位与低液位相比所增加的压力。
公式2:式中,
PN = 正常液位时的绝对压力
PL = 低液位时的绝对压力
Vmax = 大气体体积
Vmin = 小气体体积
根据这一简化公式,可以计算出正常液位的绝对压力为 15.7 bar(1.57 MPa,228 psi)。
另一个需要解决的因素是,许多双密封在内侧或主密封上是双平衡的。然而,内部压力的平衡比通常明显高于外部压力。不平衡产生的摩擦热进一步增加了储罐中的温度,从而导致更高的压力。这种自我延续的循环很容易导致密封寿命缩短,甚至失效。
后要考虑的是,温度上升并不是唯一需要防范的情况。如果温度下降到隔离液的冰点以下,就会中断循环,并且肯定会导致密封失效。
解决压力问题
对于室外安装,以下技巧可以保护密封寿命,使其免受高温压力升高的危险:
1)将储罐安装在阴凉的地方。
2)尽可能使用大的储罐。在相同的隔离液体体积变化的情况下,较大的储罐可以降低压力变化。
3)检查平衡比,并选择一种专为主密封上的高隔离液体压力而设计的密封。
4)使用压力调节器保持压力恒定。当储罐温度过高时,调节器必须允许排气以降低压力。如果流程蒸汽与隔离液体混合,则调节器将不是选择。
该分析适用于PLAN 53A(气体在液体之上)和PLAN 53B(气体与液体通过弹性气囊分离)。另一种方法是PLAN 53C。差动活塞效应对隔离液体加压(1:1.2或1:1.5),使隔离液体压力将随着密封腔压力的变化而变化。它在主密封上保持恒定的压差。然而,该方案只允许少量的隔离液体储存,并且泵送的流体必须是清洁的。
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