环管轴流泵是聚丙烯装置的核心设备之一——是整个装置的心脏，为整个装置提供循环动力。聚丙烯装置中的液态丙烯在催化剂的作用下，在聚丙烯装置中发生化学反应，由液体生成晶体颗粒，晶体颗粒的存在一方面恶化了机械密封的工作条件，另一方面化学反应是一个连续的过程，在反应的过程中不能发生因机械密封失效造成介质泄漏停机，这对机械密封的可靠性提出了更高的要求。根据环管轴流泵对机械密封的苛刻要求，通过采用API PLAN32+53C+52方案的密封保护系统，改善密封的工作环境，对机械密封的工作状态进行监测，能够满足机械密封安全、稳定和可靠运行的目标。

中国聚丙烯的工业生产始于20世纪70年代，经过30多年的发展，已经形成5大类聚丙烯的生产工艺，分别为溶液法、淤浆法、本体法、气相法和本体法-气相法组合工艺。目前国内的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主。近年来，中国在聚丙烯催化剂、生产工艺及产品的技术创新和开发方面都取得了显著的进步，但是与世界发达国家聚丙烯生产水平相比，差距仍然很大，生产装置规模偏小，生产成本较高;工艺技术开发能力上存在较大差距;产品牌号较少，高档次品种比例小;加工应用力量薄弱，技术服务需要进一步加强等等都制约中国聚丙烯的发展。为此，国人在聚丙烯装置上做出了一系列的努力，譬如加快新型催化剂的研究开发;扩大装置生产能力，提高市场竞争力;调整产品结构，增加高档次品种牌号的生产比例;注重基础研究，加强结构、性能表征及加工应用研究等，取得了不错的成效。

目前我国大型聚丙烯装置大多采用本体法和本体法-气相法组合两种工艺方法。这两种工艺主要的核心反应设备为环管反应器及与其配套的环管轴流泵。环管聚丙烯液相本体工艺技术的主要特点是采用环管式反应器，环管轴流泵使浆液在反应器中循环，为整个系统的循环提供动力，具有反应器传热效果好，管内浆液流速高、单位容积生产能力强和能生产高质量性能均一的产品等优点，因此环管轴流泵在整个系统中至关重要，是整个系统的心脏。

环管轴流泵的结构

环管轴流泵的总体结构由壳体(90˚无缝弯管)、叶轮、轴、轴承箱和机械密封等五大部分组成，结构如图所示。环管轴流泵的工作原理是通过电机驱动轴流式叶轮旋转，叶轮旋转推动介质在环管中循环流动、混合，为烯烃介质在环管中循环提供动力。

机械密封保护系统

环管聚丙烯液相本体工艺技术的特点是反应无处不在，存在于整个工艺管路。在生产中，若介质突然停止循环流动，极易发生环管暴聚以及堵塞的严重事故，故要求环管轴流泵平稳可靠运行。由于环管聚丙烯液相容易聚结的特性，要求管路处处光滑，不能存在死角。因此，环管循环泵全为单台运行。环管轴流泵一旦发生事故，会造成整个装置停产，严重影响生产。

环管轴流泵结构图：1-叶轮;2、4-机械密封系统;3-泵体;5-轴承箱;6-轴

环管反应器里的介质包括液相丙烯、主催化剂、三乙基铝和白油等，除了白油外，其他几种液体都是易燃易爆介质，特别是三乙基铝见空气就燃烧，遇水就爆炸，决不允许泄漏到泵外。单套机械密封无法做到对上述危险液体的绝对密封。为增加环管泵的运行安全性，密封冲洗方案采用API PLAN32+53C+52。

由于介质容易聚结，因此，在靠近介质的机封端面处采用Plan32冲洗方案。Plan32冲洗液能够有效地阻止丙烯在机封端面聚结，改善机械密封的工作环境，提高机械密封的可靠性，另一方面通过PLAN32建立Plan53C的内侧端面压力，该压力作用在动环的内侧端面与Plan53C作用在动环端面上的压力相抵消一部分，减小动环端面的端面比压，减少机械密封动、静环之间的摩擦，提高机械密封的使用寿命。在泵腔与安全密封之间的空腔采用Plan53C方案，密封腔的压力为4.5 MPa左右。正常运行时，这一冲洗方案能够有效阻止反应器中介质泄漏到机械密封系统腔(反应器中介质压力在4.0 MPa左右)。由于53C系统压力是靠Plan32冲洗液通过异径活塞顶侧增压，冲洗压力会随着环管轴流泵内部的压力变化而变化，因此，环管轴流泵在运行时，53C系统压力在一定范围内随反应器内的压力变化而变化，对密封起到一定的动态保护作用。在外侧，采用Plan52系统来缓冲Plan53C的压力。另外，在里侧机封失效时，53C密封液向泵体内泄漏，通过对53C系统中活塞杆的位置来监测，做到机械密封泄漏及时发现、及时报警，从而保证装置的安全生产。

结论

文中所述的密封保护系统方案，对环管轴流泵的机械密封进行了三层保护，而且每层保护都具有报警功能，只有三层保护同时失效，才能造成环管轴流泵内部的介质泄漏，因此该密封方案具有较高的可靠性。