泵用机械密封是由一对或数对动环和静环组成的平面摩擦副构成的密封装置，由动环、静环、压紧元件(弹簧) 和密封元件等组成。动环、静环的相对运动形成并保持一层稳定的液膜，同时配套相应的密封冲洗共同实现密封泵送介质。机械密封具有密封性能好、摩擦功耗小、稳定可靠等优点，在石油石化领域应用广泛，但选型不当也会出现很多问题^[1-3]。为避免贫液循环泵机械密封再次出现失效、介质泄漏的问题，必须采取措施防止固态硫及其他固体杂质在机械密封动环的弹簧和密封面上沉积，并确保密封面有可靠的冲洗冷却。

　　泵用机械密封主要有单端面密封、无压双密封和有压双密封三种型式，每种型式都各有特点及适用范围。

　　1、单端面密封，只有一对动环和静环组成的摩擦副，单端面机械密封基本都采用输送介质冲洗冷却密封面(如贫液循环泵现场采用的 Plan11);只有 Plan32冲洗方案不用泵送介质，该冲洗方案的冲洗液压力高于密封腔内压力，由外供冲洗液注入密封腔润滑冷却机械密封。单端面机械密封因为结构简单、使用方便、价格低等一系列优点，成为机械密封的首选。但是本项目中，Plan32 采用的外部冲洗液(脱盐水)进入工艺系统会稀释脱硫剂，影响脱硫效果，无法使用。其他单端面密封冲洗方案都会用到泵送介质，因贫液的特点及贫液循环泵现场出现的问题，不再考虑选用单端面密封。

　　2、无压双重密封，有两对摩擦副密封面，通过外部常压储液罐向无压双重密封提供密封冲洗液，通过旋转的泵送环提供循环动力，润滑冷却机械密封。冲洗液压力低于密封腔内泵送介质的压力，如果内侧机械密封发生泄漏，泵送介质在压力作用下从内侧机械密封向储液罐泄漏^[4-5]。内侧机械密封会与泵送介质接触，不能避免贫液循环泵停机后贫液中的硫和其他固体杂质在机械密封中沉积沉淀，也就无法解决机械密封经常泄漏的问题，因此不采用无压双重密封。

　　3、有压双重密封，有两对摩擦副密封面，通过预先施加了一定压力的气囊式蓄能器提供密封冲洗液的压力系统。通过旋转的泵送环提供循环动力，润滑冷却机械密封^[6]。冲洗液压力高于泵腔内泵送介质的压力，如果内侧机械密封发生泄漏，冲洗液只会在压力作用下向泵腔内泄漏。机械密封面接触的介质始终是冲洗液，避免泵送介质对面的磨损，从根本上解决了泵送介质在密封面出现积聚、结晶的现象。为了避免内侧机械密封与泵送介质接触，将常规的内装式机械密封(弹簧置于工作介质之内) 改为外装式机械密封(弹簧置于工作介质之外)，使动环的弹簧结构不与泵送介质接触，贫液中的固态硫和其他固体杂质不会沉淀在弹簧上，避免了机械密封因动环弹簧失去弹性而泄漏。

　　冲洗方案 Plan53B 隔离工艺流体，实现泵送介质零排放，能够较好地适应贫液循环泵的工作特性。因此，脱硫装置贫液循环泵的内装式机械密封型式由单机封+Plan11冲洗方案优化改造为外装式双密封+Plan53B冲洗方案(如图所示)，同时考虑到脱硫剂的特殊性和兼容性，冲洗液采用脱盐水。

　　对全部贫液循环泵的机械密封型式及冲洗方案、泵体及辅助系统进行了优化改造。改造前，机械密封不定期损坏，最短运行时间 18 小时，最长运行时间不到 1000 小时，而且每次停泵都需要拆解泵体并清洗。改造后，泵已累计稳定运行时间超过 9000 小时，超过机械密封设计寿命 8000 小时，停机重启后没有出现盘车困难的情况。

　　本次优化改造不仅大大降低了贫液循环泵的故障停机率、减少了更换机械密封和拆检泵体的频次，优化改造达到甚至超过了预期效果，而且降低了现场运维工人的劳动强度，降低了生产成本，为脱硫装置的稳定运行提供了可靠保障，降低了 H2S泄漏的风险，取得较好的经济效益和社会效益。

　　参考文献：

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