摘要：硫化氫為劇毒氣體，國內外文獻及標準中表示，硫化氫的閾限值為10ppm，鑒于海洋平臺的地理位置的特殊性，機械設備的型式的選型對海洋平臺操作人員的安全性及工程造價的影響很大，具體項目要根據介質中硫化氫含量、機械設備所處位置的硫化氫氣體擴散條件、硫化氫探頭及密封型式等進行綜合選型，實現技術經濟。
關鍵詞：硫化氫; 機械設備; 密封
0 引言
硫化氫為劇毒氣體，主要通過呼吸器官進入機體，也有少量通過皮膚和胃進入機體，國內外文獻及標準中表示，硫化氫的閾限值10ppm。通常，含硫化氫的原油及生產水處理系統周圍會有硫化氫氣體泄漏，根據海洋石油作業硫化氫防護安全要求，當空氣中硫化氫的濃度超過10ppm時，硫化氫報警裝置應能進行聲、光報警。
1 含硫化氫油田機械設備密封型式簡介
密封可分為和動密封：靜密封主要包括、密封膠密封和直接接觸密封;動密封主要包括、、干氣密封、迷宮密封、、動力密封和螺旋密封等。
泄漏是機械設備常產生的故障之一，造成泄漏的原因主要有兩方面：一是由于機械加工的結果，機械產品的表面必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差，因此，在機械零件連接處不可避免地會產生間隙;二是密封兩側存在壓力差，工作介質就會通過間隙而泄漏。因此，含硫化氫油田機械設備動、靜密封選型非常重要。對于原油處理平臺，使用密封的機械設備主要是各種工藝離心泵，填料密封和機械密封使用最頻繁(如圖1和圖2所示)，填料密封式一種傳統的密封方式，其位置在軸與泵殼之間，其作用是防止泵內液體沿軸漏出和外界空氣進入泵內。
填料密封由填料套、填料環、填料、填料壓蓋、唱扣雙頭螺栓和螺母等組成。它是由填料和軸的外表面緊密接觸來實現密封的。在正常運行時，5道填料壞加一道封油環，3道環在內，另2套環在外，緊靠壓蓋，壓蓋必須將填料壓緊，才不至于使液體從泵軸處泄漏。但也不能壓得太緊，否則軸和填料的摩擦增加，壓緊時會發熱，降低泵的效率。在高壓填料密封裝置中，也用于大于5道填料環的，但要取決于工作壓力的大小。
填料密封一般所用的材料是石墨、黃油浸過的棉織物品、石棉、金屬箔包石棉芯、聚四氟乙烯等。
機械密封又稱為端面密封，密封效果好，泄漏量小，消耗軸動力小，壽命長，石油化工方面應用的較廣泛，但是價格貴，加工維修保養要求高。
根據輸送介質的腐蝕性、易燃易爆的性質提出軸封型式要求。輸油的離心泵目前普遍采用機械密封。對于無腐蝕性油品，一般選用內裝單端面機械密封。若用于輸送液化石油氣等高揮發性的離心泵，則選用內裝雙端面機械密封。對于腐蝕性較強的油品，則宜選用外裝單端面(或雙端面) 機械密封。
為使機械密封長時間有效，要對機械密封進行冷卻，機械密封的冷卻方式很多。常用的有自沖洗冷卻、靜環外周冷卻、夾套冷卻和直接冷卻，需根據介質的溫度、潔凈程度、性質等進行綜合選型。
2 含硫化氫油田密封型式的選型
2.1 處理流程簡介
通常，含硫化氫油田中心處理平臺對采出來的油氣水進行分離，合格原油外輸，生產水回注地層，流程如圖3～圖5所示。
2.2 密封型式的選型
在海洋平臺存在泄漏的機械設備主要是動設備和靜設備，在原油處理流程中，由于流程內壓力比較高，硫化氫基本都溶解在油水中，閃蒸出的硫化氫基本流向火炬系統及放空系統或燃料氣系統。隨著處理流程的深入，壓力的逐級降低，閃出氣中硫化氫的濃度越來越高。
常用水處理設備核桃殼濾器含有攪拌器，可以采用機械密封和盤根密封，如圖6所示，機械密封的成本比盤根密封的費用要高很多。由于結構型式的局限，這兩種密封型式，設備正常運行的時候都會有微滲水，通常要求，輕質油不超過20滴/分鐘;重質油不超過10滴/分鐘，一滴大約0.05mL。機械密封的泄漏量在JB/T4127—2013 《機械密封》中有規定，泄漏量不超過5mL/h，具體參數如表1所示。因此，具體項目要根據其H2S含量、設備所處位置的硫化氫氣體擴散條件、H2S探頭及密封費用等進行綜合選型。
原油、生產水及注水系統靜設備包括分離器、斜板、氣浮選、生產水罐、注水緩沖罐、污油罐、污水罐及籃式濾器等設備本體采用焊接型式，所有接口均用法蘭連接，其管口靜密封根據介質及壓力來選型，同時材質及焊接應根據硫化氫分壓進行抗硫化氫腐蝕的相關檢測，正常工況不存在泄漏。
生產水系統及原油系統的泵多選用離心泵，離心泵的密封采用機械密封，根據API 682—2014中關于機械密封沖洗方式的規定，有些沖洗方式在泵密封處會有微滲漏的風險，若硫化氫含量比較高或設備所處位置硫化氫擴散條件不良的話，機械密封沖洗方式需采用雙端面機械密封，沖洗方式要選用加壓隔離液循環系統，使工藝流體實現。若硫化氫含量不高，設備所處位置的硫化氫氣體擴散條件、 H2S探頭及密封費用等進行綜合選型。
3 結語
對于含硫化氫油田機械設備密封型式的選取，要綜合考慮選用零泄漏設備增加的費用與選用微泄漏設備進而增加的探頭費用進行技術經濟分析，選用較優的方案。
參考文獻：
[1] American Petroleum Institute. Pumps-Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps:API 682—2014[S]. USA: Washington, 2014.
[2] 中華人民共和國. 機械密封：JB/T 4127—2013[S]. 北京：機械工業出版社，2013.
[3] 海洋石油工程設計指南編委會. 海洋石油工程設計指南〈海上油氣田機械設備設計〉[M]. 北京： 石油工業出版社，2011:223-231
以上內容出自網絡，如侵刪!
