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随着更严格的硫氧化物和氮氧化物排放量上限标准正式实施，在大多数浆液应用中，选择可靠的机械机密正变得越来越重要。本文简要介绍了浆液密封趋势的背景，并概述了当前设备浆液密封标准的修订情况。
美国环境保护署（EPA）最近颁布了一项规定，要求实施更严格的硫氧化物和氮氧化物排放量上限标准，以取代以前的标准。因此，虽然一些企业正在向美国最高法院提起上诉，但设备的可靠性和现有污染控制技术的高效使用正受到日益密切的关注。2011年年底，美国能源部概述了“近期合规途径”，强调了提高湿法和干法烟气脱硫（FGD）装置利用率和性能可靠性的必要性。当然，除了烟气脱硫之外，在其他大多数浆液应用中，选择可靠的机械密封也至关重要。全新的双密封和冲水管理选项让用户能够从密集维护型填料升级到高度可靠的替代机械密封。
历史角度
20世纪90年代，浆液密封出现了从编织填料转向单端面重型机械密封的强大趋势。尽管如此，但机械密封往往仍然是第一个出现故障的组件，每当细磨浆液被允许输送到密封端面时，它们的性能就可能是完全无法预知的。用户应当了解的是，一些补救措施是可行的，并且业界一流的公司正在通过指定双密封取得效果。
现在，一些专业人士通过调用并进一步加强美国国家标准协会（ANSI）/液压学会（HI）转子动力（离心式）浆液泵标准ANSI/HI 12.1-12.6-2011，建议选择这类双密封件，以确保高度的可靠性。该标准第12.3.8部分描述了机械轴密封件总体结构的详细信息。该标准指出，加压双密封件的优势在于，可以通过加压隔离液向密封面提供增强的润滑效果。这种结构可以防止工艺流体泄漏到空气中，从而提高安全性。同时，该标准还进一步指出，当系统超出（重型单端面机械机密件的）限制、浆液中可能存在夹带空气或者大量空气可能被带到泵机内时，则应当使用加压双密封件。 （图片） 图2显示了一个加压双密封件设计。由于其具有两组密封端面，因此，将工艺浆液或不纯的泵送液体装在一组内侧密封端面内，并对二次隔离液（洁净水）加压，使其压力高于工艺流体的压力。一组外侧密封端面则用于限制洁净的隔离液。（图片） 较高的压力意味着，二次隔离液形成了内侧密封端面流体膜。在这种情况下，通常因微米级粒径污染物引起的密封端面故障风险将会得到缓解，这是因为密封端面的运行环境是处于稳定压力下的洁净水。
传统配置
水隔离液的输送对于应用能否取得成功非常重要。传统的管道配置为API方案53-A和API方案54。API方案53-A受到隔离液固定容量的限制；一个装有隔离液的容器或‘密封罐’通过空气或氮气在外部加压。在工艺状况不正常的情况下，加压后的隔离液会越过内侧密封端面，并且密封罐在操作过程中必须重新充满。这个重新充满的过程操作起来并不方便，密封件将有可能在干燥状态下运行。API方案54是一种集中式水隔离液分布系统，通常采用多台泵机。这意味着，循环系统的压力必须始终比任何密封腔体的压力高出15-30psig，以避免隔离液受到交叉污染。
各用户公司成功实施了混合解决方案，将方案53与方案54组合在一起，并在一个独立的水管理系统中使用水隔离液。该系统经过专门设计，用于控制压力和冷却密封端面。如图3所示，该系统采用了一个调节器和一个防回流装置，以便为密封端面设置适当的水隔离液压力。将水重新循环，从而将水消耗减少到每年只需几加仑即可。将一个管路过滤器连接到连续水源，以便过滤隔离液，确保颗粒直径在1微米以内。
管路上的一个三通阀从密封件返回到储液池，确保操作员能够检查密封件中隔离液的状态，而不影响密封性能。如果有任何颗粒越过内侧密封端面，则启动该三通阀，以冲洗密封件。密封件供给管路上的一个内部立管可防止密封件受到污染。
通过将一根阀门和排水管路连接到储罐底部，操作员可以将污染物从储液池中清除出去，而所连接的水源则会自动使用洁净水补充系统。
如果工艺气泡积聚在密封端面上，二次液体会提供足够的冷却，以确保始终一致的密封性能。独立的密封环境控制提高了密封件取得成功的可能性。（图片） 重要修订
负责设备可靠性的专业人士会考虑将大量含有浆液的工艺的不同操作参数与当前的浆液密封行业标准联系起来。
他们的附加建议将纳入上面概述的选项，这些选项将构成对当前设备标准的一项重要修订。
● 机械密封件必须是适用于浆液类型的重型整装插入式双机械密封，专用于在任何时候均在比工艺压力更高的压力下操作。
● 密封件内部的横截面必须具有较大的径向间隙，内侧端面组必须与隔离液在水压上
● 当pH值大于5时，必须使用碳化钨（TC）端面和/或者与固体碳化钨端面相匹配的碳化硅（SiC）端面；当pH值等于或小于5时，则必须使用固体碳化硅端面。销轴驱动装置必须经过专门设计，以最大限度地减少端面压裂情况。
● 在大型泵机中，必须考虑采用允许从泵机湿端安装密封件的设计，这样将可最大限度地减少大修费用。
● 浸水合金必须采用超级双相钢，以保证足够的耐磨性。
● 机械密封件必须在带或不带叶轮背叶片的情况下保持同样的性能，并且用户要求，必须将背叶片集成到设备叶轮中。
● 密封腔体必须是带有防涡流挡板的开放式框板衬垫，或者是封闭式框板衬垫，旨在防止过度侵蚀。
● 必须提供一个机械密封支撑系统，作为一个预先设计的交钥匙系统；它必须包含现场安装所需的所有仪器和配件。
● 储罐容量必须至少为25升（6.6美加仑），并且必须是自动注入式。必须从视觉上确认带有流量指示器的支撑系统中内侧密封端面的完整性。
● 系统必须始终在压力高于泵机填料盒内工艺压力15psig（至少）的条件下输送隔离液。
● 密封系统必须包含一个管路内过滤器，以便将装置密封水隔离液中直径大于1微米的颗粒过滤掉。必须包括供给支架上的一个内部立管、返回支架上的一个三通阀和储罐底部的一个吹断阀，以便在初始安装后以及应用实施期间清除掉系统中的任何污染物。
● 作为初始供应封装的一部分，安装说明书必须包含每个装置的发热报告。该报告必须涉及各种操作条件，包括预计的轴直径、速度、工艺/隔离液压力、温度和诱导液流。该数据必须提供热平衡估算输入值，以便计算所供应的特定密封件产生的热量。
由于监管立法问题仍然存在，一项全面的合规战略将有助于推动密封解决方案，以确保真正优化几乎所有行业中浆液泵的可靠性。
6/23/2014
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