機(jī)械密封在鍋爐給水泵中的應(yīng)用

樊樂軍

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)云岡礦，山西大同 037000）

鍋爐給水泵運(yùn)用機(jī)械密封，能有效提高工作性能，保證鍋爐的正常穩(wěn)定運(yùn)行，以此來保證整個(gè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要分析機(jī)械密封的性能和優(yōu)勢(shì)，明確其在鍋爐給水泵中使用的意義和作用，在應(yīng)用的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的工藝改進(jìn)和更新，以此來提高鍋爐性能。

1 機(jī)械密封概述

1.1 機(jī)械密封的工作原理

機(jī)械密封中包含兩大元件，即動(dòng)環(huán)和靜環(huán)，這兩個(gè)元件自身具備較好的光潔度，在使用中靜環(huán)和動(dòng)環(huán)緊密貼合，機(jī)械密封端面的平面度往往可以達(dá)到0.0009mm的數(shù)量級(jí)。現(xiàn)階段機(jī)械密封中的密封元件主要有非金屬和金屬兩種材質(zhì)，不同材質(zhì)的粗糙程度不同，非金屬材質(zhì)的密封元件粗糙度為0.04μm金屬材質(zhì)密封元件粗糙度可達(dá)0.02μm。機(jī)械密封在使用中，依托密封元件發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)密封。目前，機(jī)械密封自身的材質(zhì)有硬質(zhì)合金、碳化硅和石墨等。

機(jī)械密封在使用中，在密封介質(zhì)和彈簧力的雙重作用之下，在密封元件的表面會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，保證密封元件的端面緊密貼合，而且在端面還會(huì)有液體薄膜形成，液體薄膜在其使用的過程中發(fā)揮著重要的作用，不僅可以被運(yùn)用于密封元件的潤滑，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)軸端的密封。

機(jī)械密封在進(jìn)行使用中，會(huì)根據(jù)鍋爐給水泵的運(yùn)行情況而轉(zhuǎn)動(dòng)，而且其在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中會(huì)導(dǎo)致處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的液體薄膜和動(dòng)環(huán)之間出現(xiàn)較大的摩擦力，在摩擦力的作用之下產(chǎn)生一定的熱量，這些熱量可以使液體薄膜的溫度升高，甚至在摩擦的過程中使其溫度上升至沸點(diǎn)，從而發(fā)生汽化，而汽化往往會(huì)使液體薄膜被破壞，使得密封元件之間的潤滑狀態(tài)發(fā)生變化，即變?yōu)楦赡Σ?，如果機(jī)械密封長時(shí)間處于這一狀態(tài)，很容易導(dǎo)致機(jī)械密封失效，影響鍋爐給水泵的正常使用。

1.2 機(jī)械密封的應(yīng)用要點(diǎn)

上述提到機(jī)械密封在使用的過程中，液體薄膜和動(dòng)環(huán)之間的摩擦力會(huì)導(dǎo)致液體薄膜溫度升高甚至達(dá)到沸點(diǎn)發(fā)生損壞，影響機(jī)械密封的正常使用，因此在使用機(jī)械密封時(shí)要注重及時(shí)降低溫度來保證其使用性能。降低溫度的方法主要為進(jìn)行沖洗冷卻，采取沖洗冷卻對(duì)機(jī)械密封降溫，不僅可以避免出現(xiàn)液膜汽化的現(xiàn)象，還能避免使用過程中雜質(zhì)的堆積，同時(shí)能有效降低軸封箱的溫度，為鍋爐給水泵提供有效的潤滑，因此要注重積極運(yùn)用冷卻沖洗來保證其使用性能。為了提高冷卻沖洗的效率，可以選擇循環(huán)沖洗方式，即在使用的過程中保證沖洗液從給水泵高壓側(cè)引入從低壓側(cè)引出，以此來實(shí)現(xiàn)循環(huán)沖洗。

此外，在使用機(jī)械密封的過程中，還要注重對(duì)其維護(hù)，以此來保證機(jī)械密封的使用壽命。在使用機(jī)械密封的過程中要注重積極改善其運(yùn)行工作情況，為了保證正常穩(wěn)定運(yùn)行，在使用機(jī)械密封的同時(shí)還需要配套相應(yīng)的附屬系統(tǒng)。附屬系統(tǒng)的功能和性能如圖1所示。

圖1 附屬系統(tǒng)的功能和性能

1.3 機(jī)械密封的安裝方式

機(jī)械密封的具體安裝方式如圖2所示。

圖2 機(jī)械密封的具體安裝方式

在進(jìn)行機(jī)械密封安裝的過程中要保證每個(gè)密封圈之間適當(dāng)且合理的間隙，這樣做的主要目的在于保證機(jī)械密封的性能。此外，在安裝的過程中要注重動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的安裝方向，完成全部的安裝工作之后，還要注重配套設(shè)備的安裝，這里主要指輔助系統(tǒng)。

1.4 機(jī)械密封的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

運(yùn)用機(jī)械密封能有效保證鍋爐給水泵使用的效率，因此在使用機(jī)械密封的過程中要明確其運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，以此來提高其運(yùn)用的質(zhì)量。

機(jī)械密封自身具有一定的預(yù)緊力，這種性能可以保證動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的緊密貼合，以此來避免機(jī)械密封在使用的過程中發(fā)生介質(zhì)泄漏。

此外，運(yùn)用機(jī)械密封能減少系統(tǒng)和設(shè)備維護(hù)的成本，因?yàn)闄C(jī)械密封自身具備油補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，這能有效保證機(jī)械密封正常穩(wěn)定使用。機(jī)械密封在使用的過程中，自身與水泵軸端面的接觸面較小，這有效降低了設(shè)備在使用的過程中造成的摩擦功率耗損。此外，由于在使用的過程中密封和軸的接觸部位之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可能性較小，這使得軸套在使用的過程中因摩擦造成的損傷也較小。

2 機(jī)械密封使用現(xiàn)狀分析

上述主要分析了機(jī)械密封自身的性能和安裝過程中需要注重的要點(diǎn)，現(xiàn)階段在使用機(jī)械密封的過程中發(fā)現(xiàn)其自身的有效性無法保證，主要問題在于機(jī)械密封在使用的過程中會(huì)發(fā)生泄漏，下面主要分析機(jī)械密封在使用的過程中發(fā)生的泄漏事故，以此來明確泄漏事故發(fā)生的主要原因，并尋求相應(yīng)的解決策略，以此來提高機(jī)械密封使用的有效性。

2.1 機(jī)械密封泄漏事故分析

首先，在進(jìn)行給水泵空載運(yùn)行的過程中是否發(fā)生泄漏。機(jī)械密封在完成安裝之后需要進(jìn)行空載試驗(yàn)，通過這一試驗(yàn)對(duì)機(jī)械密封的密封情況進(jìn)行觀察，如果在試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)泄漏較小，則機(jī)械密封可能出現(xiàn)故障，故障來源主要為靜環(huán)或者動(dòng)環(huán)的密封圈，其在使用的過程中出現(xiàn)故障。此外，如果在試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)泄漏量較大，則要考慮動(dòng)環(huán)和靜環(huán)在摩擦方面存在問題。在完成泄漏量觀察試驗(yàn)之后還要注重對(duì)手動(dòng)盤車的觀察，以此來明確泄漏量的變化和動(dòng)靜環(huán)的密封圈之間是否存在聯(lián)系。此外，如果在試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)泄漏的介質(zhì)存在噴射的現(xiàn)象，則需要考慮到機(jī)械密封靜環(huán)是否存在問題。在這個(gè)過程中要根據(jù)泄漏介質(zhì)的噴射方向來明確發(fā)生故障的不同部位，如果在試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)介質(zhì)噴射為沿軸向噴射的形態(tài)，則可以明確是動(dòng)環(huán)的密封圈出現(xiàn)了問題。

此外，機(jī)械密封在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中可能也會(huì)發(fā)生泄漏。造成泄漏的主要原因在于給水泵達(dá)到使用壽命，或者在運(yùn)行的過程中造成損傷，影響給水泵使用有效性的因素主要為在設(shè)備運(yùn)行的過程中相關(guān)人員沒有按照規(guī)定的步驟進(jìn)行操作，或者沒有定期進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)。

2.2 機(jī)械密封泄漏原因

上述主要分析了機(jī)械密封在使用過程中發(fā)生泄漏事故的具體情況，下面主要分析泄漏產(chǎn)生的原因，在明確泄漏原因的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的處理措施，以此來提高機(jī)械密封使用的有效性。

首先，材料的原因會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封的泄漏。主要原因在于機(jī)械密封自身所處的工作環(huán)境較為特殊，其往往在高溫、高壓和強(qiáng)酸的環(huán)境中開展密封作業(yè)，這導(dǎo)致其在運(yùn)行的過程中，自身的組成部件很容易造成損壞，從而引發(fā)泄漏。

其次，機(jī)械密封在使用的過程中設(shè)備內(nèi)部可能會(huì)存在一些細(xì)小顆粒，這些顆粒的存在也會(huì)導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生。機(jī)械密封在進(jìn)行作業(yè)的過程中，會(huì)有一些細(xì)小的顆粒進(jìn)入到密封端面，而且其在端面會(huì)跟隨密封元件自身的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生一定的摩擦，如果摩擦作用過大，很容易造成磨損，甚至在使用的過程中還會(huì)發(fā)生端面劃傷的情況。

2.3 機(jī)械密封發(fā)生泄漏的處理措施

首先，針對(duì)因材料原因?qū)е碌臋C(jī)械密封發(fā)生泄漏的問題，在選擇材料的過程中要注意保證其科學(xué)性。在這個(gè)過程中要注重選擇耐高溫、耐高壓和耐強(qiáng)酸的氟橡膠，并將其作為機(jī)械密封的輔助橡膠。其次，針對(duì)機(jī)械密封在使用的過程中，因細(xì)小顆粒進(jìn)入而導(dǎo)致泄漏的問題，要注重選擇材料的科學(xué)性，在這個(gè)過程中可以運(yùn)用摩擦部位硬度較高的材料來作為機(jī)械密封，例如可以選擇運(yùn)用碳化鎢材料。

3 小結(jié)

本文主要分析機(jī)械密封自身的性能，內(nèi)容主要包含機(jī)械密封自身的工作原理，以及其運(yùn)用于鍋爐給水泵的工作原理及其安裝要點(diǎn)，通過分析明確機(jī)械密封使用的優(yōu)勢(shì)和意義，從而保證機(jī)械密封被積極運(yùn)用于鍋爐給水泵中，從而有效提高給水泵運(yùn)行的有效性。在運(yùn)用的過程中積極改進(jìn)機(jī)械密封發(fā)生泄漏的問題，從而提高其運(yùn)用的質(zhì)量。