機械密封沖洗方案大全（API-682）

API標準--API是美國石油協會（American Petroleum Institute）的英文縮寫。API建于1919年，是美國第一家國家級的商業協會，也是全世界范圍內最早、最成功的制定標準的商會之一。

API會標是美國石油學會的學會產品標志，始于1924年，目的是為了鑒定生產的設備、材料，并提供能符合API質量體系和產品標準的生產企業。該標志經美國注冊登記，未經許可任何人不得使用。API的一項重要任務，就是負責石油和天然氣工業用設備的標準化工作，以確保該工業界所用設備的安全、可靠和互換性。制定協調標準是API最早和最成功的項目之一，自1924年發布第1個標準開始，API現在已發布了500個標準。API是ANSI認可的標準制定機構，其標準制定遵循ANSI的協調和制定程序準則，API還與ASTM聯合制定和出版標準，此外，API積極參加適合全球工業的ISO標準的制定工作，是ISO/TC 671SC9井口設備和管線閥門的秘書處。

API 標準經常被認為是“安全和可靠性”的同義詞。

API 682標準——針對機械密封和密封供應系統的，一直以來被廣泛應用，同時還在工業應用范圍以外被引用。新版API 682標準的編寫者指出，新標準從來沒有考慮工業外的應用范圍，并明確了API 682標準適用范圍，這些標準僅適用于泵機的密封系統，而不適用于攪拌機或壓縮機。而且此標準適用于石油天然氣以及（石油）化工行業，而不適用于供水或者食品行業。

API 682規范的目標在于確保密封系統能夠連續運行至少三年的時間、提高運行可靠性并簡化維護流程。

一般分為兩個部分：液封（本期重點解析）和氣封（即干氣密封，后期會專門總結再推送給大家）

液封是專為密封液體而設計的機械密封件。  實際上，密封端面之間的液膜非常小 - 相當于百萬分之二十英寸或半微米。該液膜有助于隔離和潤滑密封端面。當考慮到密封件能夠承受的壓力、溫度和速度時，我們就會明白這是一項令人難以置信的技術成就。只有當我們擁有優質液膜時，這才會成為可能。

1. 液體在操作條件下必須穩定且不會崩潰

2. 液體必須是性能較好的潤滑劑

3. 液體在密封腔內必須保持液態，并且不會發生閃蒸或蒸發

4. 液體應比較干凈，不含污染物或固體顆粒

5. 液體應當具備中等粘度

向雙或單密封的高壓側部位直接注入液體稱“沖洗”。一般泵均應進行沖洗，尤其是輕烴泵更應如此。

1.沖洗以散熱。必須控制液封產生的熱量。這可以通過用液體沖洗密封腔以帶走熱量并控制溫度上升而實現。

2.降低液溫。在某些情況下，液溫過高以致影響了密封性能。在此類情況下，必須降低溫度以提高液體的性能。

3.改變密封腔壓力。在某些情況下，需要增加或降低密封腔壓力以提高性能。這可以通過抑制蒸發或減少密封件的熱負荷實現。

4.清潔工藝液體。如果工藝液體包含不適當的固體顆粒或污染物，則需要清潔密封腔內的液體。在極端的情況下，可能還需要從密封系統外部提供清潔的液體。

5.控制密封件的大氣側。由于工藝液體與大氣接觸，因此它們可能會變干、結晶或結焦。防止與大氣相互作用，以免對密封性能產生不利影響，這一點非常重要。

◆單端面密封（Single Seals）

     PLAN 01（單端面自沖洗）

     PLAN 02（夾套冷卻伴熱）

     PLAN 11（自沖洗）

     PLAN 13（反向沖洗）

     PLAN 14（正+反向沖洗）

     PLAN 21（帶冷卻的自沖洗）

     PLAN 23（帶循環套的內部沖洗）

     PLAN 31（帶懸液分離器的自沖洗）

     PLAN 32（外沖洗）

     PLAN 41（帶懸液分離器、換熱器的自沖洗）

◆雙端面密封（ Dual Seals）

    PLAN 52（帶無壓緩沖罐的串聯式密封）

    PLAN 53A（帶有壓密封液的雙端面密封）

    PLAN 53B（強制循環密封液的雙端面密封）

    PLAN 53C（帶增壓罐的雙端面密封）

    PLAN 54（采用外引密封液的雙端面密封）

◆冷卻密封（ Quench Seals ）

    PLAN 62（外沖洗或急冷防止密封面堆積固體顆粒）

    PLAN 65（帶浮子液位開關測量密封泄露量）

◆氣體密封（Gas Seals）

    PLAN 72（采用隔離氮氣用于易揮發介質的串聯式干氣密封）

    PLAN 74（雙端面干氣密封）

    PLAN 75（用于不易揮發介質的串聯式干氣密封）

    PLAN 76（采用外引密封氣的串聯式干氣密封）

 PLAN 01（單端面自沖洗）

方案描述：從泵的出口引出至密封的內部循環，操作類似PLAN11，防止PLAN11外露管的凍結和流體結晶堵塞的危險。

采用原因：密封腔冷卻；密封腔的排氣。

應用場合：清潔常溫流體，且被輸送流體非常粘稠或容易固化的情況下；多用于單端面密封，很少用于雙端面密封。

維護：沖洗不能直接沖洗密封面；必須保證充足的循環量；機封冷卻不能過度。

 PLAN  02（夾套冷卻伴熱）

方案描述：無沖洗液循環的封閉密封腔。

應用場合：常溫運轉下的大孔、開口密封腔；高溫運轉下的冷卻套密封腔；

清潔流體；干式密封的直立、頂入式混和器、攪拌器；

PLAN 11（自沖洗）

方案描述：從泵出口處經過限流孔板進行機械密封沖洗，單端面機械密封沖洗方案。

采用原因：密封腔的冷卻，臥式密封腔的排氣，增加密封腔的壓力和流體汽化臨界空間。

應用場合：通常用于清潔非聚合流體；一般工況設備的最常用沖洗方案。

方案描述：從密封腔，通過限流孔板到泵的進口的二次循環，立式泵的標準沖洗方案。

采用原因：立式泵密封腔的不間斷排氣，密封腔除熱。

應用場合：立式泵，密封腔壓力大于進口壓力，混有中等大小的固體的常溫流體，非聚合流體。

方案描述：從泵的出口沖洗機封，再循環到帶限流孔板的泵進口，方案11和13的結合。

采用原因：立式泵機封腔的連續排氣，密封腔除熱，增加密封腔的壓力和流體汽化的臨界空間。

應用場合：立式泵，常溫、清潔非聚合流體。

 PLAN 21（帶冷卻的自沖洗）

方案描述：從泵出口經限流孔板和冷卻器沖洗機封，方案11加冷卻器，增加了除熱能力。

采用原因：機封冷卻，降低流體溫度，減少焦化。

應用場合：高溫，低于350°F（177°C）高于180°F（80°C）熱水清潔、非聚合物。

方案描述：經密封腔內的輸液環，通過冷卻器回到密封腔沖洗機封的循環過程，熱水條件下的標準沖洗方案。

采用原因：僅通過冷卻小部分液體，冷卻器低負荷下的機封高效冷卻，增加流體的汽化臨界范圍，改善水的潤滑力。

應用場合：高溫條件下，熱碳氫化合物，高于180°F（80°C）鍋爐給水和熱水，清潔、非聚合流體。

PLAN 31（帶懸液分離器的自沖洗）

方案描述：從泵出口經過旋液分離器，清潔液體沖洗機封，分離的固體被送入泵進口。

采用原因：機封腔除熱，從沖洗和密封腔中除去固體。

應用場合：帶砂或管道渣子臟的或被污染的流體或水，非聚合流體。

 PLAN 32（外沖洗）

方案描述：用外部清潔源頭沖洗機封，應慎重選擇沖洗液來源，消除注入液體蒸發，或被泵送液體污染。

采用原因：密封腔除熱，從密封腔內除去工藝流體或固體，增加密封腔壓力和流體汽化臨界范圍。

應用場合：臟的或被污染的流體、紙漿，高溫條件，聚合物或氧化流體。

方案描述：從泵出口經旋流器把清潔液體輸送冷卻器沖洗機封，固體送入泵進口，方案21和31的組合。

采用原因：密封冷卻，沖洗和密封腔的固體移除。

應用場合：高溫條件，低于355°F（177°C）鍋爐給水和熱水，帶砂或管道渣子的臟的或被污染的流體和水，非聚合流體。

 PLAN 52（帶無壓緩沖罐的串聯式密封）

方案描述：外部儲液罐為配置外側密封提供緩沖液，正常操作時，由內部輸液環保持循環，儲液罐連續排放蒸汽至蒸汽回收系統，并保持比密封腔壓力小。

采用原因：外置機械密封是主機封，沒有或很少的工藝排放物，不允許工藝過程污染。

應用場合：應用于雙端面非承壓密封（串聯），高蒸汽壓流體，輕質烴，危險/有毒流體，傳熱流體。

 PLAN 53A（帶有壓密封液的雙端面密封）

方案描述：外設加壓隔離液儲罐提供清潔液體給密封腔，循環由內部輸液環完成。隔離液儲罐的壓力大于被密封工藝液體壓力。

采用原因：隔離工藝流體，零工藝流體排放。

應用場合：應用于雙端面承壓密封（雙重），高蒸汽壓流體，輕質烴，危險/有毒流體，傳熱流體，臟、腐蝕和聚合流體。

方案描述：由外部管道系統為加壓雙端面密封裝置的外側密封提供液體，預先加了壓的氣囊蓄壓器提供壓力給循環系統，流動由內部輸液環來保持，循環系統中的熱量由空氣冷卻或水冷卻熱交換器除去。

采用原因：分離工藝流體，零流程排放，比53A方案壓力高。

應用場合：應用于雙端面承壓密封（雙重），高蒸汽壓流體，輕質烴，危險/有毒流體，傳熱流體，臟、腐蝕和聚合流體。

 PLAN 53C（帶增壓罐的雙端面密封）

方案描述：由外部管道系統為加壓雙斷面密封裝置的外側密封提供隔離液，從密封腔到活塞蓄壓器的參比管線提供壓力給循環系統，流動由內部輸液環來保持，循環系統中的熱量由空氣空氣冷卻或水冷卻熱交換器除去。

采用原因：分離工藝流體，零流程排放，比53A方案壓力高。系統壓力動態跟蹤。

應用場合：應用于雙端面承壓密封（雙重），高蒸汽壓體。

Plan53機械密封沖洗系統由具有隔離液的串聯密封或雙端面密封組成，密封罐在有一定壓力（一般高于被密封介質壓力的10%）的條件下工作，其壓力的來源以及隔離液的冷卻方式不同。

Plan53機械密封沖洗系統有Plan53A、Plan53B和Plan53C三種。Plan53A外接壓力源、內置冷卻盤管、并設有壓力、液位等報警指示裝置；Plan53B的壓力由內置充氣的氣囊提供，采用翅片管直接散熱或水冷器管冷卻隔離液；Plan53C的壓力由增壓泵提供，增壓泵與冷卻器設計為一體，也可與冷卻器分體。

對于Plan53來說，如果采用雙端面密封方式，即面對面的方式，兩個密封面的沖洗、冷卻均由隔離液來提供。如果采用串聯密封的方式，內側密封必須能承受反壓，且需要采用自沖洗方案（一般為plan11或plan13）。

PLAN 54（采用外引密封液的雙端面密封）

方案描述：外設加壓隔離液儲罐或系統提供清潔的液體給密封腔，循環用外部泵或壓力系統來完成，儲液罐壓力大于被密封的工藝介質壓力。

采用原因：分離工藝流體，零流程排放，密封不能促進循環。

應用場合：應用于雙端面承壓密封（雙封），高蒸汽壓流體，輕質烴，危險/有毒流體，傳熱流體，臟/腐蝕性或聚合體。

PLAN 62（外沖洗或急冷防止密封面堆積固體顆粒）

方案描述：由外部提供急冷液，在密封的接觸大氣端進行外部冷卻，冷卻流體主要為蒸汽、氮和水。

采用原因：防止固體在機封的大氣端集結，配合小間隙節流襯套使用。防止結冰。

應用場合：用于單端面機封，排除氧氣的存在，防止焦化，沖走動態密封元件附近不想要的物質（如腐蝕性或含鹽的工況）。

 PLAN 65（帶浮子液位開關測量密封泄露量）

方案描述：外部排液管道布置是，用浮子液位開關測量密封泄漏量，對高泄漏量進行報警，液位開關下游的孔板，其孔徑通常為5mm，設置在立管腿上。機封在大氣端，帶泄漏檢查的外部排水。

采用原因：單獨使用或與62方案一起使用，用于間隙很小的節流襯套，用于外部場所的單端面機封。

應用場合：流程泄漏或冷卻流體的泄漏收集，主機封的安全指示儀。

PLAN 72（采用隔離氮氣用于易揮發介質的串聯式干氣密封）

方案描述：未加壓緩沖氣體控制系統；安全密封通常采用氮氣作為緩沖氣體。

采用原因：零至極低的工藝介質排放；主密封的安全后備。

應用場合：與雙封布置未加壓安全密封（串聯）一起使用，高飽和蒸汽壓液體，輕烴；危險或有毒液體；清潔的、非聚合、非氧化液體；與75方案和/或76方案結合使用。

 PLAN 74（雙端面干氣密封）

方案描述：加壓隔離氣體控制系統；干氣密封通常采用氮氣作為隔離氣。

采用原因：隔離工藝流體；工藝流體零排放。

應用場合：與加壓雙干氣密封一起使用；高飽和蒸汽壓液體，輕烴；危險或有毒液體；工況通常不能采用隔離液，清潔的非聚合液體；合適溫度液體。

 PLAN 75（用于不易揮發介質的串聯式干氣密封）

方案描述：從安全密封腔體排出至液體收集系統和氣體回收系統。

采用原因：零至極低加工排放的泄漏收集；主密封的安全性指示。

應用場合：應用于安全密封時可以單獨使用或與72方案一起使用；流體在室溫下冷凝；低飽和蒸汽壓流體，輕烴；危險或有毒液體；清潔的、非聚合、非氧化液體。

 PLAN 76（采用外引密封氣的串聯式干氣密封）

方案描述：從安全密封腔至氣體回收系統的排氣。

采用原因：零至極低工藝介質排放的泄漏收集；主密封件的安全性指示。

應用場合：應用于安全密封時可以單獨使用或與72方案一起使用；流體在室溫下不冷凝；高飽和蒸汽壓液體，輕烴；危險或有毒液體；清潔的、非聚合、非氧化液體。