在石油化工行業(yè),，離心泵具有性能范圍廣泛,、流量均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠和維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn),，得到了廣泛的使用，占裝置泵量的70～80％,。而常見(jiàn)離心泵有單端面密封離心泵,、雙端面密封離心泵及屏蔽泵等。那么,，在輸送危險(xiǎn)物料時(shí)單端面密封離心泵,、雙端面密封離心泵及屏蔽泵那個(gè)安全性更好，相對(duì)那種泵又比較經(jīng)濟(jì),。本文以甲醇裂解制氫裝置甲醇輸送泵為例,，針對(duì)這3種類(lèi)型的離心泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和軸封特性進(jìn)行分析和探討。

某石化企業(yè)甲醇裂解制氫裝置,，原料由甲醇輸送泵P-3307A/B送到裝置進(jìn)料泵。甲醇的特性：甲醇是一種有機(jī)化合物,，密度0.791 g/mL,，沸點(diǎn)64.7℃。甲醇揮發(fā)度高,、無(wú)色,、易燃易爆、有毒,，誤飲5～10毫升能雙目失明,，大量飲用會(huì)導(dǎo)致死亡,。常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類(lèi)及標(biāo)志 (GB13690-92)將該物質(zhì)劃為第3.2 類(lèi)中閃點(diǎn)易燃液體,。

1,、機(jī)械密封概述

機(jī)械密封（也稱(chēng)端面密封）是一種用來(lái)解決旋轉(zhuǎn)軸和機(jī)體之間的密封裝置,，它是由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的端面，在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力的作用及輔助密封的配合下,，保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成防止流體泄漏的裝置,，常用于機(jī)泵、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械,。機(jī)械密封的基本元件由動(dòng)環(huán),、靜環(huán)、壓蓋,、推環(huán),、彈簧,、定位環(huán)、軸套,、輔助密封（動(dòng)靜環(huán)密封圈,、軸套密封圈）組成。

機(jī)械密封的工作原理,。它是靠彈性構(gòu)件（如彈簧或波紋管,，或波紋管及彈簧組合構(gòu)件）和密封介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸表面（端面）上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力，使這兩個(gè)端面緊密貼合,，端面間維持一層極薄的液體膜而達(dá)到密封的目的,。這層液體膜具有流體動(dòng)壓力與靜壓力，起著潤(rùn)滑和平衡壓力的作用,。

2,、單端面密封離心泵的結(jié)構(gòu)和軸封特性

單端面密封離心泵的軸封由一對(duì)摩擦副密封端面組成，只有密封,，一般有自沖悉系統(tǒng),，無(wú)外供液沖洗冷卻系統(tǒng)，當(dāng)這密封泄漏時(shí),，泵體介質(zhì)會(huì)直接泄漏到環(huán)境中,，主要適用于一般介質(zhì)場(chǎng)合。與其他輔助密封并用時(shí),，可用于帶懸浮顆粒,、高溫、高壓等場(chǎng)合,。

3,、雙端面密封離心泵的結(jié)構(gòu)和軸封特性

雙端面密封離心泵的軸封由兩對(duì)摩擦副密封端面(動(dòng)靜環(huán)摩擦副1、動(dòng)靜環(huán)摩擦副2）組成,，需外供封液系統(tǒng),，帶有泄漏液收集和泄漏報(bào)警裝置的雙機(jī)封密封。是內(nèi)機(jī)封,，由泵體工藝介質(zhì)提供潤(rùn)滑沖洗,；是外機(jī)封，由外供液系統(tǒng)進(jìn)行冷卻,、沖洗,。雙端面密封具有兩級(jí)密封，當(dāng)內(nèi)機(jī)封泄漏時(shí),，會(huì)先泄漏到外級(jí)機(jī)封的沖洗冷卻系統(tǒng)壓力罐,，而沒(méi)有直接泄漏到環(huán)境中來(lái)，確保初步的安全。只有內(nèi)外兩級(jí)機(jī)封都泄漏時(shí),，泵體介質(zhì)才會(huì)泄漏到環(huán)境中,，適用于強(qiáng)腐蝕、高溫的介質(zhì),、氣體介質(zhì),、易燃易爆、易揮發(fā),、低粘度的介質(zhì),，以及高真空等場(chǎng)合。

4,、屏蔽泵的結(jié)構(gòu)和軸封特性

（1）屏蔽泵的工作原理及結(jié)構(gòu)

屏蔽泵是一種無(wú)密封泵,，泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)都被密封在一個(gè)被泵送介質(zhì)充滿(mǎn)的壓力容器內(nèi)，此壓力容器只有靜密封,，并由一個(gè)電線(xiàn)組來(lái)提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子,。這種結(jié)構(gòu)取消了傳統(tǒng)離心泵具有的旋轉(zhuǎn)軸密封裝置，故能做到*無(wú)泄漏,。

屏蔽泵屬于離心泵的一種特殊形式,，主要由泵體、葉輪,、定子,、轉(zhuǎn)子、前后導(dǎo)軸承,、軸套以及推動(dòng)盤(pán)組成,。電動(dòng)機(jī)與泵合為一體，定子,、轉(zhuǎn)子表面分別用非磁性薄壁材料包封,，與工藝介質(zhì)隔開(kāi)，轉(zhuǎn)子由前后導(dǎo)軸承支撐,，浸在輸送的介質(zhì)中,。轉(zhuǎn)子軸端裝有葉輪，形成無(wú)軸封的結(jié)構(gòu),，以達(dá)到無(wú)泄漏輸送的目的,。

（2）屏蔽泵的軸封特點(diǎn)

從屏蔽泵的原理和屏蔽泵的結(jié)構(gòu)可知：屏蔽泵沒(méi)有旋轉(zhuǎn)軸密封裝置，即沒(méi)有動(dòng)密封,，只有靜密封，所以,，靜密封點(diǎn)完好無(wú)泄漏時(shí),，那屏蔽泵就可以達(dá)到無(wú)泄漏的要求。

（1）安全性比較的角度說(shuō)明

一個(gè)設(shè)備的安全性評(píng)價(jià)是一個(gè)綜合系統(tǒng)的問(wèn)題,，具包括設(shè)備本身質(zhì)量的可靠性及設(shè)備的完好性,，也包括環(huán)境及人的行為操作對(duì)設(shè)備安全的影響。因本文論述的側(cè)重點(diǎn)是單端面密封離心泵,、雙端面密封離心泵及屏蔽泵在輸送危險(xiǎn)物料時(shí)的安全性,，所以這三臺(tái)泵的安全性評(píng)價(jià)側(cè)重在泵泄漏造成的危害角度。現(xiàn)在進(jìn)行的安全性比較僅從泵的結(jié)構(gòu)和軸封特性,，當(dāng)軸封故障發(fā)生泄露時(shí),，造成介質(zhì)泄漏到環(huán)境中，可能引起的人身健康,、環(huán)保,，安全角度進(jìn)行考慮，進(jìn)行比較的,。

（2）甲醇輸送泵泄漏時(shí)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)

由本案例可知,，輸送泵輸送的介質(zhì)為甲醇，甲醇揮發(fā)度高,、無(wú)色,、易燃易爆、有毒,。易燃,，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火,、高熱能引起燃燒爆炸,。與氧化劑接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或引起燃燒。在火場(chǎng)中,，受熱的容器有爆炸危險(xiǎn),。能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃,。燃燒分解一氧化碳,、二氧化碳、水,。有毒,。

（3）輸送泵輸送甲醇危險(xiǎn)物料的安全性比較

根據(jù)甲醇泵輸送甲醇危險(xiǎn)物料可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)和泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及軸封特性分析可知，單端面密封離心泵,、雙端面密封離心泵,、屏蔽泵在輸送甲醇危險(xiǎn)物料時(shí)：

①蔽泵可以達(dá)到無(wú)泄漏的要求，所以很安全,。

②雙端面密封離心泵具有的兩級(jí)密封,，當(dāng)內(nèi)機(jī)封泄漏時(shí)，會(huì)先泄漏到外級(jí)機(jī)封的沖洗冷卻系統(tǒng)壓力罐，而沒(méi)有直接泄漏到環(huán)境中來(lái),，確保初步的安全,，所以相對(duì)比較安全。

③單端面密封離心泵只有密封,，當(dāng)機(jī)封泄漏時(shí),，泵體介質(zhì)會(huì)直接泄漏到環(huán)境中，所以安全性一般,。

（4）經(jīng)濟(jì)性的比較

對(duì)于經(jīng)濟(jì)性的比較,，單端面密封離心泵和雙端面密封離心泵設(shè)備投資費(fèi)用稍微低，但后期的設(shè)備故障率高,，檢修維護(hù)多,；而屏蔽泵因制造工藝技術(shù)要求高，則前期設(shè)備投資費(fèi)用高,，一般為國(guó)產(chǎn)的離心泵的2-4倍,，但后期的設(shè)備檢修維護(hù)會(huì)相對(duì)低。記相關(guān)的統(tǒng)計(jì),，單端面密封離心泵,、雙端面密封離心泵后期的維護(hù)費(fèi)用大概為屏蔽泵的2倍。

綜上所述,，單端面密封離心泵,、雙端面密封離心泵、屏蔽泵在輸送甲醇危險(xiǎn)物料時(shí),，安全性及經(jīng)濟(jì)性比較如下表3-1所示：

在石油、化工裝置對(duì)泵的要求,，必須滿(mǎn)足對(duì)介質(zhì)特性的要求,，要充分考慮輸送介質(zhì)的特性，工況環(huán)境的特點(diǎn),，安全環(huán)保的要求及經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行綜合考慮,。安全優(yōu)先，經(jīng)濟(jì)性為本,。一般的場(chǎng)合,，優(yōu)先選用單端面密封，因?yàn)閱味嗣婷芊饨Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、使用方便,、價(jià)格低。但在以下特殊的場(chǎng)合,，就要嚴(yán)格按照要求選擇：

（1）對(duì)輸送易燃,、易爆,、易揮發(fā)的低溫介質(zhì)（液化石油氣等）,、有毒或貴介質(zhì)的泵要求軸封可靠或采用無(wú)泄漏泵,。應(yīng)優(yōu)先選用無(wú)泄漏泵，如屏蔽泵,、磁力泵或帶有泄漏液收集和泄漏報(bào)警裝置的雙重機(jī)封密封,。

因此，在本案例中,，甲醇裂解制氫裝置原料泵甲醇輸送泵輸送的介質(zhì)甲醇為易燃,、易爆、易揮發(fā),、有毒性危險(xiǎn)介質(zhì),，應(yīng)該以安全性為優(yōu)先，兼具經(jīng)濟(jì)性考慮,，而輸送的介質(zhì)甲醇為很潔凈的物質(zhì),，非常適合屏蔽泵對(duì)介質(zhì)的要求，這樣后期泵的故障率少,，檢修維護(hù)成本會(huì)低很多,，一備一用，整體設(shè)備投資也不是很高,。所以,，在輸送甲醇等易燃、易爆,、易揮發(fā),、有毒性危險(xiǎn)介質(zhì)時(shí)，選擇屏蔽泵為方案,。