催化劑廠離心泵機械密封冷卻水改造

張耀武 范紅博 尹財貴 王曉波

摘 ?要：離心泵密封裝置普遍采用機械密封，本文主要介紹現(xiàn)場機械密封的泄露問題，并根據(jù)實際分析結果進行合理的改造，改善離心泵的泄露問題，延長設備運行周期。

關鍵詞：機械密封;泄漏;改造

離心泵是常見的一種機械設備，可以輸送流體性介質，其密封形式多為機械密封。并且離心泵的使用壽命和機械密封的可靠性密切相關，現(xiàn)場運行工況復雜，輸送介質種類多，機械密封工作環(huán)境惡劣，屬于離心泵的易損件，據(jù)統(tǒng)計由機械密封的損壞導致離心泵故障，占故障率的 61.9%以上。所以有必要詳細分析影響離心泵機械密封失效的主要因素，對其密封部位進行優(yōu)化并加以改造，以保證離心泵的使用壽命。

一、機械密封的結構和工作原理

機械密封又常被稱為端面密封，是靠一對或者數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體的壓力和補償機構的彈力作用下，與靜環(huán)保持貼合并配以輔助密封元件達到阻漏的軸向端面密封裝置，其基本組成包括：動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件。機械密封的結構如圖 1 所示，主要密封元件為動環(huán)和靜環(huán)，輔助密封元件包括動環(huán)密封圈和靜環(huán)密封圈，壓緊元件是彈簧（或波紋管），傳動元件為傳動座。

式中：P c —密封端面比壓;

Fc—密封端面閉合力;

Fo—密封端面開啟力;

A—密封環(huán)帶面積;

Ps—彈簧比壓;

Pm—液膜壓力;

P—密封腔介質壓力;

K—載荷系數(shù)，與密封結構有關。

隨著輸送流體的壓力的不同，密封腔內的溫度也發(fā)生改變，為了保證良好的密封效果，密封端面比壓要在合理的范圍內，壓緊元件能夠自動調整壓縮量。

二、機械密封失效的原因和分析

（一）、離心泵機械密封泄漏位置

主要泄漏位置可分為動態(tài)密封位置和靜態(tài)密封位置，動態(tài)密封的位置包括：動環(huán)和靜環(huán)之間、動環(huán)與軸或者軸套之間、軸套和軸之間;靜態(tài)密封位置包括：靜環(huán)和壓蓋之間、泵蓋和壓蓋之間。

（二）、機械密封失效的原因和分析

催化劑廠三套分子篩裝置泵19/1、2，在使用過程中該泵的機械密封頻繁損壞，無法保證設備長周期運行要求。對機械密封運行工況和損壞后的拆檢情況進行分析，其常見原因如下：

1、輸送介質對密封面的影響

該設備輸送介質為二焙漿液，固含量高，流動性差。入口各管線易被介質堵塞，導致進料不暢，抽空現(xiàn)象頻發(fā)，使機械密封摩擦副因干摩擦而產(chǎn)生失效占比高。

2、現(xiàn)場冷卻方式不合理

冷卻水線雖然已接通，但由于沖洗部位位于靜環(huán)盒尾部外表面，實際沖洗冷卻效果不佳。

3、機械密封安裝不良

由于安裝不良，容易引起機械密封失效，安裝方面的主要問題大致有以下幾點：

（1）安裝時劃傷，損壞靜環(huán)和動環(huán)的接觸面;

（2）動環(huán)和靜環(huán)之間表面有雜質，損壞密封面;

（3）動環(huán)和靜環(huán)密封圈安裝時沒有壓緊或者密封圈被損壞;

（4）泵軸（或者軸套）與密封端面未保持垂直;

（5）機械密封彈簧不垂直，造成彈簧彈力不夠均勻。

三、應采取的措施及改造方案

通過對機械密封失效原因的分析，得出以下幾點應采取的解決措施和改造方案。

（一）、提高密封處冷卻效果，降低機械密封干摩擦現(xiàn)象。

重新測繪設計加工靜環(huán)盒及軸套。將冷卻水直接通入到密封端面處，加大冷卻效果，帶走摩擦熱，減少干摩擦導致燒機封現(xiàn)象。

（二）、1、加強巡檢，多加注意泵的底腳螺栓等固定件，若發(fā)現(xiàn)松動現(xiàn)象，及時加以緊固。

2、加強檢修質量驗收工作，保證泵和電機的同心度符合安裝要求，軸向≤0.08mm，徑向≤0.10mm。

（三）、設備改造

1、重新測繪設計加工靜環(huán)盒及軸套。將冷卻水直接通入到密封端面處，加大冷卻效果，帶走摩擦熱，減少干摩擦導致燒機封現(xiàn)象。

2、為保證軸套與尾部軸封接觸密封。將原AQ38軸套進行加長改造。以葉輪端為基準，軸套由原來143mm加長至153mm，其余尺寸不變。

通過原來機械密封進行研究分析，發(fā)現(xiàn)當泵出現(xiàn)抽空時，機械密封沒有冷卻水，容易造成損壞。因此，對其冷卻水進行改造，如圖 4所示。經(jīng)過改造后，效果良好，機械密封的使用壽命得到延長，設備的故障率大大降低，保證了設備的長周期運行。

四、結論

機械密封失效除了自身質量問題外，還和很多其他因素有關，如：安裝工藝、泵的運行工況、操作人員的操作水平等。因此一旦機械密封失效，一定要找出根源，對癥下藥，該船的泵的輔助系統(tǒng)的改造，就是分析故障原因后，找到了根源，對其進行優(yōu)化和改造，通過實際的運行，效果明顯，降低了船員的勞動強度，節(jié)約了大量的資金。

參考文獻：

[1]景亞兵.淺析離心泵機械密封的失效原因及解決措施[J].中國設備工程，2017，08（下）：52-54.