催化剂厂离心泵机械密封冷却水改造

张耀武 范红博 尹财贵 王晓波

摘  要：离心泵密封装置普遍采用机械密封，本文主要介绍现场机械密封的泄露问题，并根据实际分析结果进行合理的改造，改善离心泵的泄露问题，延长设备运行周期。

关键词：机械密封;泄漏;改造

离心泵是常见的一种机械设备，可以输送流体性介质，其密封形式多为机械密封。并且离心泵的使用寿命和机械密封的可靠性密切相关，现场运行工况复杂，输送介质种类多，机械密封工作环境恶劣，属于离心泵的易损件，据统计由机械密封的损坏导致离心泵故障，占故障率的 61.9%以上。所以有必要详细分析影响离心泵机械密封失效的主要因素，对其密封部位进行优化并加以改造，以保证离心泵的使用寿命。

一、机械密封的结构和工作原理

机械密封又常被称为端面密封，是靠一对或者数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体的压力和补偿机构的弹力作用下，与静环保持贴合并配以辅助密封元件达到阻漏的轴向端面密封装置，其基本组成包括：动环、静环、压紧元件和密封元件。机械密封的结构如图 1 所示，主要密封元件为动环和静环，辅助密封元件包括动环密封圈和静环密封圈，压紧元件是弹簧（或波纹管），传动元件为传动座。

式中：P c —密封端面比压;

Fc—密封端面闭合力;

Fo—密封端面开启力;

A—密封环带面积;

Ps—弹簧比压;

Pm—液膜压力;

P—密封腔介质压力;

K—载荷系数，与密封结构有关。

随着输送流体的压力的不同，密封腔内的温度也发生改变，为了保证良好的密封效果，密封端面比压要在合理的范围内，压紧元件能够自动调整压缩量。

二、机械密封失效的原因和分析

（一）、离心泵机械密封泄漏位置

主要泄漏位置可分为动态密封位置和静态密封位置，动态密封的位置包括：动环和静环之间、动环与轴或者轴套之间、轴套和轴之间;静态密封位置包括：静环和压盖之间、泵盖和压盖之间。

（二）、机械密封失效的原因和分析

催化剂厂三套分子筛装置泵19/1、2，在使用过程中该泵的机械密封频繁损坏，无法保证设备长周期运行要求。对机械密封运行工况和损坏后的拆检情况进行分析，其常见原因如下：

1、输送介质对密封面的影响

该设备输送介质为二焙浆液，固含量高，流动性差。入口各管线易被介质堵塞，导致进料不畅，抽空现象频发，使机械密封摩擦副因干摩擦而产生失效占比高。

2、现场冷却方式不合理

冷却水线虽然已接通，但由于冲洗部位位于静环盒尾部外表面，实际冲洗冷却效果不佳。

3、机械密封安装不良

由于安装不良，容易引起机械密封失效，安装方面的主要问题大致有以下几点：

（1）安装时划伤，损坏静环和动环的接触面;

（2）动环和静环之间表面有杂质，损坏密封面;

（3）动环和静环密封圈安装时没有压紧或者密封圈被损坏;

（4）泵轴（或者轴套）与密封端面未保持垂直;

（5）机械密封弹簧不垂直，造成弹簧弹力不够均匀。

三、应采取的措施及改造方案

通过对机械密封失效原因的分析，得出以下几点应采取的解决措施和改造方案。

（一）、提高密封处冷却效果，降低机械密封干摩擦现象。

重新测绘设计加工静环盒及轴套。将冷却水直接通入到密封端面处，加大冷却效果，带走摩擦热，减少干摩擦导致烧机封现象。

（二）、1、加强巡检，多加注意泵的底脚螺栓等固定件，若发现松动现象，及时加以紧固。

2、加强检修质量验收工作，保证泵和电机的同心度符合安装要求，轴向≤0.08mm，径向≤0.10mm。

（三）、设备改造

1、重新测绘设计加工静环盒及轴套。将冷却水直接通入到密封端面处，加大冷却效果，带走摩擦热，减少干摩擦导致烧机封现象。

2、为保证轴套与尾部轴封接触密封。将原AQ38轴套进行加长改造。以叶轮端为基准，轴套由原来143mm加长至153mm，其余尺寸不变。

通过原来机械密封进行研究分析，发现当泵出现抽空时，机械密封没有冷却水，容易造成损坏。因此，对其冷却水进行改造，如图 4所示。经过改造后，效果良好，机械密封的使用寿命得到延长，设备的故障率大大降低，保证了设备的长周期运行。

四、结论

机械密封失效除了自身质量问题外，还和很多其他因素有关，如：安装工艺、泵的运行工况、操作人员的操作水平等。因此一旦机械密封失效，一定要找出根源，对症下药，该船的泵的辅助系统的改造，就是分析故障原因后，找到了根源，对其进行优化和改造，通过实际的運行，效果明显，降低了船员的劳动强度，节约了大量的资金。

参考文献：

[1]景亚兵.浅析离心泵机械密封的失效原因及解决措施[J].中国设备工程，2017，08（下）：52-54.