机械密封的工作原理范文

导语：如何才能写好一篇机械密封的工作原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：三级动压机械;密封;结构

三级动压机械密封采用三级结构相同并串联在一起的水流体动压机械密封的结构形式（见图1）。现通过对主泵工作原理、结构特点及功能部件三个方面进行简要介绍，从而间接说明其密封结构的优越性。

1、工作原理

主泵三级串联机械密封是主泵的关键部件，其性能好坏直接关系到泵的安全运行。因此，保证其正常工作至关重要。

主泵正常运行工况下，系统压力通过三级串联机械密封降低到大气压力。通常，由核电站RCV系统的离心式上充泵提供的流量为2000L/h、压力为159bar的高压轴密封注水进入轴密封系统后，由于轴密封注入水的压力高于一回路系统压力，导致注入水分成三个流向：一个流向以注量800L/h流至水径向轴承进入到一回路系统内；另外两个流向分别以流量600L/h进入第二级机械密封和第三级机械密封（见图2，工作原理图），其压力分别为106bar和53bar。该分向流是由节流器1、2、3、4来完成。注入水经过节流器1压力降为106bar时，第一级轴密封前后端的压力差为53bar，其主要供密封面的和散热作用。这5L/h的泄漏量流到第二密封前，压力已降为106bar。同样原理，经过2、3级密封和节流器的共同作用，压力为159bar的高压密封注入水的压力也降到2-3bar，分别注入核电站RCV系统，且从第三级轴密封密封面泄漏出来的5L/h泄漏流量流入低泄漏系统。

解析工作原理可看出轴封有以下特点：

①三级流体动压密封几乎每级承受三分之一的系统压力（约53bar）；

②流经每级流体动压密封密封面的低压泄漏量均为5L/h，因为这是考虑到如果低压泄漏量太小，对流体密封面的散热和不利，会影响密封寿命；如果低压泄漏流量太大，会增加对核电站低压泄漏系统的的排液量。

③由于流体动压轴封件的特殊应用，需采取严格措施进行控制，并在出厂交货之前必须对每一级动压轴封件单独在转速1500r/min的试验台架上进行轴封试验。轴封试验结束后，对单级流体动压密封解体目视检查，如果需要，对其动环密封面进行研磨，同时必须重复各项试验。每一级流体动压密封所承担的密封作用相同，试验压力最高155bar时，保证密封面的泄漏量不大于15L/h。

④主泵密封设有高压泄漏和低压泄漏两块保护装置。高压泄漏水的温度不超过95 ，流量不超过1350kg/h，主泵正常运行。低压泄漏水的压力超过2bar，流量大于50kg/h，主泵报警。

2、结构特点

三级串联动压机械密封为可控泄漏密封，其结构特点为非触式、平衡型、静止式、多弹簧，旋转热套环端面开设多个大波纹，静止热套环内径附加支撑环。三级串联机械密封的前两级通过螺钉和连接1、2与密封轴套连接在一起，第三级为一个单独集装式，每一级与泵体的接口尺寸逐级增大，与泵轴的接口尺寸逐级减小，这样可以使安装和维护更加方便和快捷。

3、功能部件

（1）旋转挡环

旋转挡环是机械密封的旋转部件，外径分布有数片叶片。当挡环旋转时可在叶片前后形成压差，促使密封注入水循环，有益于机械密封的均匀冷却。此外，这一压差还可以使密封面受力分离，从而在密封面之间形成数微米厚的水膜，使密封面不易磨损，延长了使用寿命。

（2）热套环

静环和动环是密封的关键部件，考虑到材料（如碳化钨等）的特殊性以及密封配合，要求较高的加工精度和形位公差，因此能否保证加工工艺是一个难点。动压密封的泄漏量主要取决静环和动环之间密封面的间隙和形状，。如果轴密封注水温度太高会造成流体动压密封的静环和动环的变形，使得泄漏量急剧增加，流体动压密封起不到密封的作用。

静环不旋转但其可以随静止基环轴向运动，静止基环由压缩弹簧提供沿轴向向下运动的力。动环通过旋转挡旋与旋转基环刚性连接，并随旋转基环的旋转而转动。

（4）节流器

节流器（见图3）的主要作用是降低密封注放水的压力，并在机密密封腔内外形成背压，促使注放水从机械密封腔外流入腔内。它是经过复计算和实验论证设计而成。

（5）O形圈

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【关键词】 离心泵工作原理 机械密封 泄漏 改进措施

机械密封是一种依靠弹性元件和介质压力压紧动、静环端面从而达到密封目的的部件，具有阻止泄漏、减少摩擦损耗、提高机器效率和可靠性等优点，因此在离心泵中应用非常广泛，目前舞钢公司近百台离心泵大都采用机械密封装置。机械密封是离心泵的主要易损件之一，离心泵大约 30% 的故障是由于密封失效所致。机械密封的密封效果直接影响整机的运行，尤其在钢铁生产过程中，机械密封若出现泄漏，将会严重影响生产的顺行，甚至造成巨大的经济损失。

1 机械密封的结构和具体工作原理

1.1 机械密封具体结构

关于机械密封的结构如图1所示，它主要包含以下元件：

（1）主要动密封元件：包括动环和静环。动环与泵轴一起旋转，静环固定在压盖内，用防转销来防止它转动。靠动环与静环的端面贴合来进行动密封。

（2）辅助密封元件：包括各静密封点所用的密封圈。

（3）压紧元件：即弹簧（或波纹管）。

（4）传动元件：包括传动座及固定销钉。

1.2 机械密封的工作原理分析

由于机械密封的动环与泵轴一起在一起工作是，共同旋转，而且静环是固定在压盖之内的，用防转销阻止其转动，动环和静环的端面产生适当的比压并保持一层极薄的液体膜，进而可以做到完全密封的目的。压紧元件产生的压力可使泵在不运转状态下也保持端面贴合，保证介质不外泄，并防止杂质进入密封端面。密封元件起到密封动环与轴的间隙及静环与端盖间隙的作用，同时对泵的振动、冲击也起到一定的缓冲作用。

2 发生密封故障现象的表现形式

（1）当密封端面的发生故障时，具体会表现在磨损、热裂、变形、破损（尤其是非金属密封端面）。（2）如果辅助密封圈发生故障，具体会表现在装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲；非装配性的故障有变形现象、硬化故障、破裂现象和变质现象等。（3）如果弹簧出现故障，就会导致一下的现象松弛、断裂和腐蚀。

机械密封的故障在运行中集中表现为振动、发热、磨损，最终就会出现介质向外边泄露的情况出现。

3 导致机械密封失效的主要原因及应对措施

3.1 冲洗不当引起的密封失效

3.1.1 原因分析

由于机械密封自身的特点，动环和静环端面相互摩擦，这种摩擦会产生大量的热，就会导致温度升高，若没有保证冲洗、冷却和，将会导致摩擦副内液膜减少、最终汽化从而形成干摩擦；如果发生摩擦副内液膜黏度下降的情况，变差；如果摩擦副介质蒸汽压力逐渐增强增加，就会产生泄漏从而也就加剧了产片的腐蚀情况；如果出现辅老化的辅助密封圈，密封圈就会失去弹性从而也会导致动、静环产生变形。冲洗不当而造成机械密封失效的原因有：冲洗液管道堵塞或流量不足；过滤器失效，冲洗液杂质进入密封面，进而导致机械密封失效。

3.1.2 出现这种情况的应对措施

离心泵机械密封均采用带有水泵自身压力的冷却水冲洗，同时对密封腔内进行冷却冲洗，以保证机械密封正常运转。具体采取如下措施：（1）为消除摩擦热的影响，保证密封正常工作，延长使用寿命，必须将具有一定压力的冷却水引入机械密封腔内，对其进行冷却、冲洗、。（2）及时清洗过滤器，确保过滤效果以保证冲洗水质。（3）在日常使用过程中，有时会因为冷却水阀门失灵或者管道堵塞致使冷却水输入量不足，导致机械密封失效，这时需更换阀门或疏通进水管道。

3.2 因为操作使用不当或者突然停电导致的渗漏故障

由于泵开停机不当，就会产生机械密封的泄露；当出现突然停电或晃电的情况的时候，就会产生泵倒转从而也会引起机械密封损坏。出现这种情况以后，经过思考产生的解决方案是对操作工进行相应的裴玄，保证系统的正常供电，减少电网的波动。

3.3 因为恶劣材料导致的渗漏现象

因为材料恶劣，泵的运行环境也就十分恶劣，这样机械密封就不会达到介质的要求，当泵运行一段时间后，就会发生机械密封的被腐蚀的现象。出现这种现象的解决方案就是采用材质好的材料进行机械密封。

3.4 运行周期性渗漏

包括以下几个方面：（1）转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损），这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。解决方案是根据维修标准来纠正上述问题。（2）因长时间运行，泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大，动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转，动、静环磨损后，得不到补偿位移。解决方案是应定期进行检查监控，同时在装配机械密封时，轴的轴向窜动量应小于0.1mm，辅助密封与轴的过盈量应适中，在保证径向密封的同时，动环装配后，保证能在轴上灵活移动（把动环压向弹簧能自由地弹回来）。（3）密封面油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。解决方案是使油室腔内油面高度高于动环和静环的密封面。

因为对于排污泵机械密封渗漏会产生磨轴现象。对于小型排污泵机械密封失效常常会产生磨轴，磨轴位置主要有动环辅助密封圈处、静环位置，少数弹簧有磨轴现象。磨轴的主要原因：一是双端面机械密封，反压状态是不良的工作态，介质中的颗粒、杂质很容易进入密封面，使密封失效；二是磨轴的主要部件为橡胶波纹管，且由于上端密封面处于不良状态，动环和静环之间的摩擦力矩大于橡胶波纹管与轴之间的传递转矩，发生相对转动；三是动环和静环的辅助密封由于受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀，橡胶件已无弹性，有的已腐烂，失去了应有的功能，产生了磨轴的现象。

（1）根据不同的使用介质选用不同结构的机械密封。对腐蚀性介质，橡胶应选用耐弱酸、弱碱的氟橡胶。机械密封静环应加防转销；（2）保证下端盖、油室的清洁，对不清洁的油禁止装配；（3）机械密封油室腔内油面线应高于动环和静环的密封面。

4 机械密封的检修要点

4.1 静环密封圈松紧适度

静环密封圈基本处于静止状态，较紧对密封性有利，但过紧会因过度变形，影响密封效果；而静环材料以石墨居多，比较脆弱，过度受力极易碎裂；并且较难安装和拆卸。

4.2 弹簧压缩量适度

弹簧压缩量过大，不仅会导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损，还会使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效；而弹簧过松会使动、静环接触贴合不紧，起不到密封作用而发生泄漏。

4.3 仔细观察分析泄漏原因

遇到机械密封泄漏时不要急于拆修，要仔细观察分析。若判断泄漏不是由于损坏所致，只需调整工况或适当调整即可；若无法消除泄漏再进行拆修，这样既节约检修费用又缩短检修时间。

4.4 动环密封圈松紧适度

动环密封圈过紧，加剧了密封圈与轴套间的磨损，会过早产生泄漏；增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变换频繁时无法适时调整；弹簧过度疲劳易损坏；动环密封圈变形，影响密封效果。动环密封圈过松则起不到密封作用。

4.5 保证冷却冲洗和效果

机械密封在工作时动环和静环端面之间不断产生摩擦热，若冷却冲洗和不到位就会影响使用寿命。应根据不同的工况，合理选择冷却、冲洗和方式，保证冷却水的通畅，通常经由泵出口将温度在0～80℃并且干净的冷却水直接引入密封腔内进行冷却、冲洗。

5 结语

本文对于机械密封的泄露原因进行了相应的分析，并对于它们最后如何进行改进，提供了一些具体的措施。因为对于机械来讲，如何保证机械密封的安全性，就如要求很高的精密部件一样，对于产品的设计、机械加工施工过程、装备的质量都有很高的具体的要求。因此当我们在使用机械密封的时候，就要对他的各种因素进行简要的分析，保证机械密封都能够符合各种泵的技术指标和响应的使用要求，从而能够保证泵能够长期的安全的运行。

参考文献：

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1 强自吸式排污泵的介绍及故障现象 

1.1 泵的基本构造及工作原理 

强自吸泵的工作原理是通过泵本体一个独特的吸真空装置，将泵吸入侧空气排净，形成压力差使液体充满泵腔，实现了自吸功能，从而达到泵正常运转的条件，实现了离心泵负压上水的目的。启泵时不需要灌水，不用底阀、不用加真空泵，泵本身便可自动排气和吸水。 

1.2 故障现象 

该强自吸式排污泵是根据污水池液位自动启动或停止，也就是运行方式是间歇性的，无规律的。自2009年12月份开车投用以来，泵启动后不上水现象时有发生，且轴密封处泄露严重，需频繁（一般间隔时间最多两天）对其填料密封进行压紧或更换，已经严重影响了生产安全，并且造成现场环境恶化，增加了现场维护管理难度和强度。 

2 原因分析 

产生上水速度慢或上水不良的现象主要原因有：泵体和吸水管漏气造成泵排气不彻底；吸水管有砂眼造成漏气、泵壳密封或泵轴机械密封或填料不良造成漏气；水泵电机电压过低造成转速过低；泵吸入管线配管不良或吸入管程阻力大于泵的汽蚀余量。 

2.1 泵体和吸水管有砂眼造成的漏气 

泵体和吸水管漏气造成泵排气不畅是最常见的故障原因。由于制作或安装的原因造成泵体或吸入管制造或安装不合理造成泵排气不畅，产生的真空吸度无法将水抽吸上来。 

2.2 泵吸水管有砂眼、泵壳密封泵轴机械密封或填料不好而漏气 

吸水管有砂眼或泵壳密封不好和泵轴承密封不良而漏气也会导致水泵真空度不足无法将水抽出，水泵正常运行需要泵体及吸水管线系统没有漏气现象，这样才能在叶轮处产生足够的真空度，从而将底部水源源不断地吸入泵体，经过泵体加压后输送至出口管，形成一定扬程压差。一旦出现吸水管有砂眼或泵壳密封不好或泵轴封不良都会造成有空气进入泵体或吸入管，从而造成真空度不足影响水泵的运行。 

吸水管因安装在水平面以下而长期潜在处于潮湿阴暗的环境中，管壁腐蚀易出现点蚀、电化学腐蚀或垢下腐蚀等而形成砂眼孔洞，水泵运行工作后水面会持续不断下降，当这些砂眼孔洞露出水面后。空气就从砂眼孔洞进入了进水管。从而破坏泵入口的真空度造成泵上水速度慢或上水不良。出现这种情况就要及时更换或维修吸水管或泵体。 

由于泵轴转动、振动以及在长期运行作用下，在泵壳密封连接处可能存在密封紧固螺栓松动，泵轴密封磨损等间隙超过设计值，而造成漏气现象，从而破损泵的真空度而造成泵上水速度慢，甚至出现上水不良现象。本排污泵的轴密封类型为填料密封。填料密封采用盘根填料，盘根填料在泵长期运行磨损下，造成盘根与轴套之间的间隙变大，在泵启动或运行期间造成有空气进入泵体内而影响泵的真空度，造成排气后的真空度达不到吸水的要求。 

2.3 吸入管或叶轮吸入口堵塞 

由于大块杂质如：塑料布、棉布等较大块杂质，被泵吸入管线内或泵叶轮入口，造成流道堵塞，水无法被吸入泵体内。 

3 解决措施 

3.1 改变轴封形式 

盘根填料密封存在泄漏，造成泵启动阶段排气不足，无法上水，泵不能正常工作，无法应对间歇式启停运行模式。 

将盘根填料密封改为机械密封，机械密封与盘根填料密封相比，有以下优点：（1）机械密封的使用可靠性要比盘根填料密封高，不需要填料密封定期来紧固密封压盖或补充填料。在泵的日常运行中，机械密封呈现出更稳定的密封效果，基本是无泄漏状况，也不会有空气漏入泵体内部而影响泵的真空度，可见机械密封更适于强自吸式离心泵，相对于填料密封其可靠性更好；（2）机械密封基本上是免维护密封，使用寿命长，结合现场使用经验，在清洁水介质中运行工作时间至少在15000小时以上；（3）机械密封使用的是碳环密封，摩擦力小，摩擦损耗低，电机负载相对会低，同时基本上不会对轴套产生磨损，延长轴套的使用寿命。 

3.2 改变水泵的吸入方式 

原有特殊排气装置对吸气管线及阀门的密封性能要求很高，如果漏气将造成排气不畅，泵无法上水。需要人为灌水，才能正常启动水泵，无法满足自启要求。 

将原有特殊排气装置改为泵前储水罐，来保持泵体内充满水的状态。只需要第一次将该储水罐及水泵壳体内充满水，以后即可以满足水泵按照工艺要求自启或自停操作。 

3.3 水中杂质的清理及预防 

（1）将地下水池中的水排净，清理内部的杂质颗粒或异物，清除之前遗留的大块杂物或淤泥。 

（2）在储水罐之前管路上增加过滤网，并制定定期清理维修计划，保持过滤清洁。 

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[关键词]原理，应用，故障，排除

中图分类号：TH165+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0386-01

1 离心泵的工作原理

离心泵的工作原理是：离心泵所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水行成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。水原的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水。水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。

2 常见故障原因分析及处理

2.1泵振动或异常声响原因及处理方法如下：

（1）振动频率为0～40%工作转速。过大的轴承间隙，轴瓦松动，油内有杂质，油质（粘度、温度）不良，因空气或工艺液体使油起泡，不良，轴承损坏。处理方法是检查后，采取相应措施，如调整轴承间隙，清除油中杂质，更换新油。 （2）振动频率为60%～100%工作转速。有关轴承问题同（1），或者是密封间隙过大，护圈松动，密封磨损。处理方法是检查、调整或更换密封。（3）振动频率为2倍工作转速。不对中，联轴器松动，密封装置摩擦，壳体变形，轴承损坏，支承共振，推力轴承损坏，轴弯曲，不良的配合。处理方法是检查，采取相应措施，修理、调整或更换。（4）振动频率为n倍工作转速。压力脉动，不对中心，壳体变形，密封摩擦，支座或基础共振，管路、机器共振，处理方法是同（3），加固基础或管路。

2.2轴承发热原因及处理方法如下：

（1）轴承瓦块刮研不合要求。处理方法是重新修理轴承瓦块或更换。（2）轴承间隙过小。处理方法是重新调整轴承间隙或刮研。（3）油量不足，油质不良。处理方法是增加油量或更换油。（4）轴承装配不良。处理方法是按要求检查轴承装配情况，消除不合要求因素。（5）冷却水断路。处理方法是检查、修理。（6）轴承磨损或松动。处理方法是修理轴承或报废。若松协，复紧有关螺栓。（7）泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。（8）甩油环变形，甩油环不能转动，带不上油。处理方法是更新甩油环。（9）联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。

2.3轴封发热原因及处理方法如下：

（1）填料压得太紧或磨擦。处理方法是放松填料，检查水封管。（2）水封圈与水封管错位。处理方法是重新检查对准。（3）冲洗、冷却不良。处理方法是检查冲洗冷却循环管。（4）机械密封有故障。处理方法是检查机械密封。

2.4转子窜动大原因及处理方法如下：

（1）操作不当，运行工况远离泵的设计工况。处理方法：严格操作，使泵始终在设计工况附近运行。（2）平衡不通畅。处理方法是疏通平衡管。（3）平衡盘及平衡盘座材质不合要求。处理方法是更换材质符合要求的平衡盘及平衡盘座。

2.5发生水击原因及处理方法如下：

（1）由于突然停电，造成系统压力波动，出现排出系统负压，溶于液体中的气泡逸出使泵或管道内存在气体。处理方法是将气体排净。（2）高压液柱由于突然停电迅猛倒灌，冲击在泵出口单向阀阀板上。处理方法是对泵的不合理排出系统的管道、管道附件的布置进行改造。（3）出口管道的阀门关闭过快。处理方法是慢慢关闭阀门。

2.6机械密封的损坏

（1）机械密封的故障表现：①密封端面的故障：磨损、热裂、变形、破损（尤其是非金属密封端面） 。② 弹簧的故障：松弛、断裂和腐蚀。③ 辅助密封圈的故障：装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲；非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。机械密封的故障在运行中集中表现为振动、发热、磨损，最终以介质向外泄漏的形式出现。

（2）机械密封泄漏的原因分析及处理：一般泵用机械密封在安装后都要经过静态和动态的试验，以确认机械密封安装正确，当发现有泄漏时，便于及时进行维修。另外，在正常运转时也可能突然出现泄漏，此时可以根据情况进行综合分析，确认导致机械密封泄漏的真正原因，便于解决。下面就静压试验时泄漏、周期性或阵发性泄漏和经常性泄漏3种情况分别进行说明。

① 静压试验时泄漏：a、密封端面安装时碰伤、变形、损坏；b、密封端面间安装时夹入颗粒状杂质；c、密封端面由于定位螺钉松动或没有拧紧，压盖（静止型的静环组件为压板）没有压紧；d、机器设备精度不够，使密封端面没有贴合；e、动静环密封面未被压紧或压缩量不够或损坏；f、动静环“V”形密封圈方向装反；

g、轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。处理：加强装配时的检查、清洗；严格按技术要求进行装配。

② 周期性或阵发性泄漏：a、转子组件轴向窜动量太大。处理：调整推力轴承，使轴的轴向窜动量不大于0.125mm。b、转子组件周期性振动。处理：找出原因并予以消除。c、密封腔内压力经常大幅度变化。处理：稳定工艺操作条件。

③ 经常性泄漏：

A. 由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏：a、补偿密封环的浮动性太差（密封圈太硬或硬化或压缩量太大，补偿密封环的间隙太小） 。处理：对补偿密封环间隙太小的，增大补偿密封环的间隙。b、镶钻或粘结动、静环的结合缝泄漏（镶装工艺欠佳，存在残余变形；材料不均匀；粘结剂变形） 。c、动、静环损伤或裂纹。d、密封端面磨损，补偿能力消失。e、动、静环密封端面变形（端面所受弹簧作用力太大，按摩热太大，产生热变形；密封零件结构不合理、强度不够，受力而变形；由于加工等原因，密封零件有残余变形；安装时用力不均引起变形） 。处理：更换有缺陷的或损坏的密封环。f、动、静环密封端面与轴中心线垂直度偏差过大，动、静环密封面相对平行度差过大。处理：调整密封端面。

B. 由于弹簧缺陷引起的泄漏：a、弹簧端面偏斜。b、多弹簧型机械密封，各弹簧之间的自由高度差太大。

C. 由于其它零件引起的经常性泄漏：如传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起的泄漏。

D. 由于转子引起的经常性泄漏：如转子振动引起的泄漏。

E. 由于介质的问题引起的经常性泄漏浅谈化工装置中离心泵的应用及故障分析

3 总结

若能充分重视，则能够将离心泵的修理平均间隔时间延长，使泵的可靠性和利用率得到大幅度提高。

参考文献

[1]申强，胡继辉，李建勤，任新广.炼厂大型多级离心泵典型故障案例及分析[J].中国设备工程.2010（12）

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【关键词】离心泵 机械密封 动环 静环 辅助密封 泄漏

离心泵是石化行业中应用最为广泛的一种液体输送机械，而机械密封是目前离心泵本体密封最有效的方式之一。其本身加工的精度比较高，结构较为复杂，对安装的技术要求也比较高，如果安装方法不当，机械密封仅仅能够运行几天甚至几个小时，严重影响工艺装置的稳定运行，本文将结合日常检修实践情况与大家共同探讨离心泵机械密封的安装技术。

1 机械密封的基本结构

机械密封结构形式很多，但工作原理基本相同，主要是根据摩擦副的对数、弹簧、介质和端面上作用的比压情况以及介质的泄漏方向等因素来划分。以最常见的内装式非平衡型单端面机械密封为例，其基本结构如图1所示。

固定螺钉1，将弹簧座2固定在轴上，弹簧座2、弹簧3、推环4、动环6和动环密封圈5均随轴转动，静环7、静环密封圈8装在压盖上，并由防转销9固定，静止不动。

从结构上看，机械密封将容易泄漏的轴封改为较难泄漏的静密封和端面径向接触的动密封，动环及静环组成的摩擦副、动环密封圈、弹簧是机械密封的主要元件，而动环随轴转动并与静环紧密贴合是保证机械密封达到良好效果的关键。

2 机械密封的密封途径

根据以上机械密封的结构图，可以清楚的看到机械密封中有四个可能的泄漏点A、B、C和D，泄漏点同时也意味着是密封点，如图1。

（1）密封点A属于动密封点，是机械密封的关键。机械密封的泄漏90%是由于摩擦副的密封端面，即密封点A失效引起的。密封主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上，两环的接触面A点上总会有少量液体泄漏形成液膜，一方面可以阻止液体继续泄漏，另一方面又可起到密封面的作用。

（2）密封点B、C、D属于静密封点。静密封点多采用密封圈来密封，密封圈材料具有弹性，能对密封环起弹性支撑作用，并对密封端面的歪斜和轴的振动有一定的补偿和吸振效果，可提高密封端面的贴合度。

①密封点B在静环与压盖之间，用有弹性的O形或V形密封圈压于静环和压盖之间，靠弹簧力使弹性密封圈变形而密封。

②密封点C在动环与轴之间，考虑到动环可以沿轴向窜动，可以采用具有弹性和自紧性的V形密封圈来密封。

③密封点D在密封腔与压盖之间，可以采用密封圈或者垫片作为密封元件。

安装机械密封时，如果能同时保证上述各密封点充分发挥作用，就能够有效阻止泵内介质的泄漏，达到密封的目的。

3 机械密封安装前的准备

3.1 检查清洗零部件，做好硬件准备

检查要进行安装的机械密封的型号、规格对否正确，清洗干净机械密封零件、轴表面、密封腔体等。安装过程中应保持清洁，特别是动静环的密封端面及辅助密封圈表面应无杂质、灰尘。为了便于装配，应在轴或轴套表面、压盖与密封圈配合表面涂抹机油或黄油。动静环密封端面上也应该涂抹机油或黄油，以免启动瞬间产生干摩擦损坏密封端面。

3.2 检查辅助密封元件

核对密封圈尺寸是否合适，主要包括动环密封圈及静环密封圈，它们分别构成动环与轴、静环与压盖之间的密封。密封圈最常用的主要是橡胶O形圈和聚四氟乙烯V形圈两种。

（1）安装在动、静环上的橡胶O形密封圈的压缩量要掌握适当，过小会使密封性能差，过大会使安装困难，摩擦阻力加大，且浮动性差。其压缩率一般取截面直径的6%～10%，对轴的过盈量一般为1%～3%。

（2）聚四氟乙烯V形圈由两侧密封唇进行密封，属于自紧式密封，介质压力越高，密封性能越好。V型圈内径要比轴径尺寸小0.4～0.5mm，外径比安装处尺寸大0.3～0.4mm，特别需要注意的是V型圈安装时开口朝向介质。

（3）检查动静环表面是否光滑平整，有无碰伤、裂纹和变形等缺陷。密封面合格与否可用简单的方法来检验，使动环与静环的接触面贴合在一起，两者之间只能产生相对滑动，而不能用手轻易分开，这就表明密封面是合格的。

（4）检查轴的径向跳动及轴向窜动是否符合要求

①径向跳动允许值根据测量部位直径d（mm）不同而要求不同，以单级离心泵为例，其转轴径向跳动允许值应符合表1要求。

②轴向窜动量允许值因设备型号不同而要求不同，从理论上来说，轴向窜动量越小，对于机械密封的安装越有利。轴向窜动量对于机械密封压缩量的确定十分重要，对于离心泵来说，轴的窜动方向是由高压指向低压，所以轴向窜动量加上预设的弹簧压缩量才是离心泵开车投运后机械密封真实的压缩量，如果安装机械密封时没有考虑到窜动量，将造成动静环摩擦力过大，超过允许值而损坏机械密封。

4 机械密封的安装

1-防转销？？？？2-静环密封圈？？？？3-静环？？？？ 4-动环？？？5-密封端盖垫片

6-动环密封圈？？？？7-推环？？？？8-弹簧？？？？ 9-弹簧座？？？？10-固定螺钉

图2？内装式非平衡型单端面机械密封的

安装图

4.1 静止部分的安装

将防转销1插入压盖相应的孔内，再将静环密封圈2从静环3尾部套入，然后使静环背面的防转销槽对准防转销装入压盖内，同时检查确认静环无偏斜。防转销的高度要合适，应与静环防转销槽的根部保留1～2mm的间隙。

4.2 确定弹簧座在轴上的安装位置

确定安装位置应在调整好轴与密封腔壳体的相对位置的基础上进行。

（1）在沿密封腔端面的泵轴上划一条基准线；

（2）测量静环端面到压盖端面的距离A并记录；

（3）机械密封在工作状态下的压缩量为δ，设计的允许压缩量极限为δ1，转轴的轴向窜动量为δ2，那么δ≤δ1-δ2；

（4）弹簧座的定位尺寸B可以由下式得出

B=L-A-S式中：

B-弹簧座背端面到基准线的距离；

L-机械密封在工作状态下的长度，L= L′-δ；

L′-机械密封在自由状态下的长度；δ-机械密封在工作状态下的压缩量；A-静环端面到压盖端面的距离；S-密封端压盖垫片厚度。

4.3 旋转部分的安装

组装推环7、弹簧8、弹簧座9以及动环密封圈6，使之成为组合件套在轴或轴套上，弹簧座背面对准规定的位置，分几次均匀拧紧固定螺钉10，用手压迫动环，看是否能够轴向浮动。

4.4 总装

将已经安装好静止部分的压盖安装到密封腔壳体上。

（1）压盖与轴套的直径间隙为0.75～1mm，与密封腔的垫片厚度为1～2mm，压盖螺栓均匀上紧，防止压盖端面偏斜。

（2）弹簧压缩量要按规定进行并且考虑到轴向窜动量，不允许有过大或过小的现象，要求误差±2.00mm，过大会增加端面比压，加速端面磨损，过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

（3）安装结束后，应予盘车，观察有无碰触之处，盘车应该感觉均匀、轻快，如感到盘车很重，卡涩或有异常声响，必须检查轴是否碰到了静环，密封件是否碰到了密封腔。引入液体介质静压试验后，如果泄漏量不超过5滴/min，那说明本次机械密封的安装基本符合要求，可以进行离心泵的开车运转了。

5 结论

按照以上方法安装的机械密封，使得离心泵连续运转一年未出现任何泄漏现象，在年度装置停车检修时，对离心泵进行解体检查，动静环均未出现磨损现象，摩擦副端面依然光滑平整，处于良好的工作状态，此类机械密封可以重复使用，节约了大量的备件费用。

参考文献

[1] 魏龙.泵维修手册.化学工业出版社.2009

[2] 傅伟.化工用泵检修与维护.化学工业出版社，2010

[3] 匡照忠.化工机械与设备.化学工业出版社，2006

篇6

【关键词】 磨煤机 故障分析 分析改造

1 ZGM95G中速辊式磨煤机的工作原理

ZGM95G磨煤机是一种中速辊盘式磨煤机，其碾磨部分是由转动的磨盘和三个沿磨盘滚动的固定且可自转的磨辊组成，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力是经磨盘、磨辊、压架、拉杆、传动盘、齿轮箱、液压缸后通过底板传至基础。 原煤的碾磨和干燥同时进行，一次风通过喷嘴环均匀进入磨环周围，将经过碾磨从磨环上切向甩出的煤粉混合物烘干并输送至磨煤机上部的分离器，在分离器中分离，粗粉被分离出来返回磨盘重磨，合格的细粉被一次风带出分离器。ZGM95G型磨煤机采用鼠笼型异步电动机驱动。通过立式伞齿轮行星齿轮减速机传递力矩。减速机还同时承受因上部重量和碾磨加载力所造成的垂直负荷。为减速机配套的油站用来过滤、冷却减速机内的齿轮油，以确保减速机内部件的良好状态。

配置高压油泵站通过加载油缸既可对磨煤机施行加载又可使磨辊升降实现磨煤机空车启动。

2故障名称：磨煤机传动盘漏风漏渣

蒲洲发电有限公司制粉系统ZGM95G磨煤机的机座密封采用了机械密封和密封风正压密封相结合的形式，下部与传动盘的动静结合处采用了炭精密封环。这两处机械密封包成了密封风室。由密封风机提供密封风，通常密封风的压力高于一次风压力2KPa以上，以保证一次风不进入密封风室，从而形成磨煤机运行时的密封效果。但在磨煤机实际运行过程中，部分磨煤机出现了炭精环磨损过快、密封不严、漏风漏粉现象，磨煤机传动盘如出现漏风漏渣缺陷时，极大影响现场文明生产，排除缺陷需要时间长，耗时耗力，影响磨煤机的利用率。

3原因分析

（1）原结构内密封由传动盘本体和挡渣罩经机械加工形成的一道垂直的动静密封，密封间隙2mm。密封效果不可靠.一旦出现磨煤机石子煤高过密封口位置时（堵磨），密封口马上被破坏，渣石很容易进入密封室，粉尘和碎块在腔体内堆积，侵入到炭精环和传动盘轴颈处的动静接触位置，加据了炭精环的磨损，从而造成了密封不严，粉尘外泄现象，将炭精环损坏，严重时造成传动盘的拉伤。（2）ZGM95G磨煤机机座采用机械密封的位置有两处，其一是挡渣环与传动盘止口处的间隙密封，其二是炭精环与传动盘轴颈处的动静密封。这两处机械密封包成了一个空腔，这就是密封风室。密封风室内通有密封风，通常密封风的压力高于一次风压力2KPa以上.该密封装置在使用一段时间后，原密封间隙2.0mm，由于一次风和密封风的流动，造成密封间隙吹损过大，造成了密封风大量内泄，风压无法建立，形不成密封腔体，粉尘和碎块通过这个扩大了的间隙进入到密封风室，再通过炭精环密封产生煤粉泄漏。

根据以上分析，结合现场维护检修经验，对中速磨煤机的炭精环漏风漏渣故障判断：因磨煤机传动盘密封结构原因，无法保障机械密封间隙达到2.0mm，磨损超标后，传动盘密封风室中的密封风压无法保持，一次风携带粉尘、煤粉进入风室，传动盘密封失效。所以必须对传动盘密封结构进行改进。

4对策

（1）将原有的机座密封和炭精环密封装置整体取下，用气割方式取下底盘，用角磨机将中架体底部打磨平整。将改造的迷宫式动静内密封装置吊入，调整好间隙。作用：迷宫式密封结构大大延长了传动盘机械密封面，可以防止短时间内石子煤排放量增多，进入密封风室故障。

（2）外密封改变了原炭精密封结构：由外密封壳体内三圈炭精密封环密封，确保灰渣不会进入炭精密封壳体内。炭精密封环采用高级浸锑石墨材料，紧贴于传动轴外圆面，与传动盘转动，运行后不会对主轴造成磨损。且随着炭精密封环的磨损，在弹簧作用下可自修复与传动轴形成的间隙，保证炭精密封环与主轴间始终零间隙。作用：确保密封风的外漏量大大减少，有效防止密封风泄。

5效果对比

磨煤机运行中传动盘漏灰减少，大大减少磨煤机非停，提高了设备利用率，有效运行小时提高约10%，通过表1看到缺陷统计大幅度下降，下半年下降58.8%。四季度缺陷仅占 8%，去除磨煤机磨盘异音等缺陷， 磨煤机传动盘漏风漏渣缺陷大大下降。

6应注意的几个问题

（1）从磨煤机下部更换炭精环时，一定要将残存在密封室内的渣石清理干净。（2）应确保磨煤机运行时不出现淹磨现象，出现了淹磨现象，任何形式的密封结构都将被严重损坏，造成密封失效。（3）当磨煤机渣量较大、且磨煤机振动较大时，应立即停运给煤机，就地手动提升磨辊，就地连续排渣，石子煤量正常后，磨煤机再投入运行。（4）磨煤机正常运行时，炭精环处于浮动状态并紧箍于传动盘上，当个别炭精环因卡涩不动（出现局部密封风外泄）时，可在外部用榔头轻击外密封法兰壳体，恢复炭精环的活动，既可保障传动盘密封效果。

篇7

近几年来，透平压缩机通常用来输送大多数危险性工艺气体，这就要求其轴端密封达到介质的零泄漏或零逸出。因此对压缩机原接触式机械密封进行技术改造。通过多种密封的性能研究对比，将其改造为非接触式双端面干气密封，并附加测控系统保证干气密封的安全稳定运行。经过试验验证，双端面干气密封应用于富气压缩机上是完全可行的，成为高速透平压缩机轴端密封的首选。

【关键词】透平压缩机 轴端密封 干气密封

前言

透平压缩机是石化、炼化、乙烯厂、等企业的核心装置，其性能的好坏直接决定整个车间的运行效率[1-2]。然而，压缩机用机封又是决定其正常开启的关键技术之一。

随着石化及能源工业的发展，透平压缩机的工作参数也越来越高，对所用机封的要求也越来越严格[3-5]。截止目前，透平压缩机密封经历了三个阶段：迷宫密封；浮环密封；接触式机械密封。

1.压缩机常用的几种密封形式

1.1迷宫密封

迷宫密封是利用流体流经一系列节流间隙与膨胀空腔组成的通道，使其产生节流降压效应，从而减小流体泄漏的一种密封，功耗少，使用寿命长，成本低，维护方便。但也有不足之处，如密封元件加工精度高，装配较为困难；设计或组装不良，易产生较大泄漏。炼油、化工等行业危险性工艺气体压缩机将使用更为先进的密封形式。

1.2 浮环密封

浮环密封属于非接触式密封，寿命长，可靠性高，适用范围广。但由于其内泄漏较大，回收处理设备较复杂，易对油造成污染和影响产品质量，运行成本高等缺点，该密封正在被其它更先进的密封形式所取代。

1.3接触式机械密封

接触式机械密封是依靠静环和动环端面的相互贴合并相对滑动而形成密封的，具有密封性能好、泄漏量少、功耗低、使用周期长等优点；但也不乏其制造精度高、价格较贵、维修不便等缺点。

2.非接触式机械密封

对原机组密封进行技术改造，采用非接触式双端面干气密封：

干气密封是一种气膜的流体动、静压相结合的非接触式机械密封，在其核心部件表面刻有特殊的螺旋槽。其工作原理如图1，当动环旋转时，被密封的气体沿周向被吸入螺旋槽内，由外径朝向中心，径向分量朝向密封堰流动，密封堰阻止气体流向中心，从而气体被压缩引起压力升高，密封端面间隙得到动态稳定并形成具有一定厚度要求的气膜。主要用来密封旋转流体机械中的气体或液体介质，具有低泄漏率、无磨损运转、寿命长、操作简单可靠等特点。

双端面干气密封是在两个密封之间注入惰性气体作为隔离气体和缓冲气体，从而确保大气侧和被密封气体侧泄漏的气体均是惰性气体。在不允许工艺气泄漏到大气且允许隔离气进入机内时，常选用该密封结构，如有毒或易燃易爆的氢气、氯气、一氧化碳气和富气压缩机上。

3.试验研究

3.1 试验测控系统

富气属于易燃易爆的危险性气体，必须确保零逸出，否则会对环境造成严重的影响。因此密封气源应选低压氮气，同时鉴于干气密封间隙非常小，需要一套测控系统为其提供洁净的密封气并监控其运行。

测控系统的主要流程：

3.1.1主密封流程：系统氮气首先经过精度为3 的粗过滤器以及精度为1 的精过滤器，然后分别通过高、低压端流量计进入主密封腔。

3.1.2前置密封流程：与主密封气采用同一过滤气源，然后通过限流孔板进入密封腔与平衡腔之间的缓冲气腔，其作用是防止压缩机内的工艺气体对干气密封造成污染，破坏密封的正常工作。

3.1.3后置密封流程：另一路经过滤后的氮气，通过限流孔板进入主密封腔与轴承之间的后置密封腔，防止油进入密封端面，破坏密封的正常工作。

3.2 试验结果

试验性能要求：密封压力P≤2MPa时，密封端面泄漏量不大于3Nm3/h。试验主要通过密封气泄漏量来监测干气密封的运行情况，当泄漏量超过一定值时，表明干气密封已损坏。

从上面的关系曲线上可以看出：在相等压力下，泄漏量与转速成正比；而在同一转速的情况下，泄漏量则随着试验压力的增大而增加，但都在允许范围内。

结论

1.选用双端面单向旋转槽型的密封型式，在设计选型上是合理的，应用于富气压缩机上是完全可行的；

2.干气密封在实际运行中的稳定性和可靠性主要取决于主密封压力与缓冲气的差压稳定与否，在运行过程中应重点监控；

3.干气密封较原有机械密封可大幅度降低运行成本，经济效益可观，值得在国内石油，化工行业推广。

参考文献：

[1] 顾永泉.机械密封实用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2] 曹正宏.K2301富气压缩机干气密封改造研究[J].甘肃联合大学学报，2009.23（3）.

[3] 刘艳梅，王海宁，段雪梅.富气压缩机干气密封天津鼎铭[J].配套技术与产品，2003.1.55～58

篇8

【关键词】离心泵；方式；改造与故障排除

【中图分类号】TH311【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0033-01

离心泵在大多数企业别广泛应用。一些企业每天要有近千台在进行维修工作。离心泵主要易损件有机械密封、滑动轴承以及叶轮。在维修这些零部件时需要对离心泵进行不同程度的解体。而现有的离心泵的方式为油，所以准备工作就有必不可少的一项，那就是对其进行放油，放掉的油80%的被弃掉而换入新的油。这就产生了浪费现象，因为有的油还可以继续使用，由于未有人员的偷工减料心理，使它们没有充分发挥它们的作用就提前被宣布下岗了。这对企业的维修费用方面增加了很大的困难。这还只是一方面。在维修过程中，由于空间有限，时间也不是那么的宽松，所以在维修离心泵时油是很难放干净的，所以在后来的维修过程中残留的油不免会再次流出，流到了设备安装的周围。这就对环境产生了大的影响。因为药品的等级为食品级，因而对环境的要求不免会很高。环境的不好就会对生产的产品质量的好坏有影响。

为了避免以上问题即对油的浪费以及对生产环境的影响。本文提出了相应的对策，即对其方式进行改造，并对改造后的故障进行了分析。

1 离心泵的工作原理

离心泵的工作原理是：离心泵所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前，泵体和进水管必须罐满水行成真空状态，当叶轮快速转动时，叶片促使水很快旋转，旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。水原的水在大气压力（或水压）的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已，就可以实现连续抽水。在此值得一提的是：离心泵启动前一定要向泵壳内充满水以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出水量减少，对水泵造成损坏（简称“气蚀”）造成设备事故。

2 离心泵的机械密封

机械密封是一种旋转轴用的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧贴着相对旋转，从而达到密封的要求。通用离心泵机械密封种类繁多，型号各异，但它们的泄漏点基本上都表现在6处：①动、静环端面处；②静环与静环盒的辅助密封处；③动环与轴套的辅助密封处；④静环盒与密封泵体之间的密封处；⑤轴套与泵轴之间的密封处；⑥动环镶嵌结构配合处。

机械密封是离心泵必不可少的零部件，他的损坏是时时发生的，密封不严就是其中之一。它的泄漏会使生产的成本增加同时也对环境造成不同程度的影响。这样企业的生产成本增加了，自然所拥有的利益就大打折扣。

3 离心泵方式改造方法

目前，即无泄漏又使用周期长且可靠的密封装置还没有，有的密封效果好，但是使用周期不容乐观，且价格还很昂贵，经济上是不可行的。经过调查研究，本文采用脂代替油来。

3.1 改造方法

把离心泵原有的油放干净，然后再往其轴承室内注入2/3的脂，并且从轴承压盖处对轴承滚珠进行涂脂。经过运行短时间后，发现多台离心泵脂变质以及乳化。出现此类情况的原因是在放干净油之后，没有对轴承箱以及轴承进行清洗，致使油与脂混合，最终导致以上事情发生。经过仔细的分析与总结，最终完善了改造方法。

3.2 具体方法

（1）把轴承箱内的油放掉，并对轴承箱以及轴承进行清洗、晾干。

（2）把轴承两端的轴承压盖以及放油孔丝堵打开，加强通风，以排除轴承箱体内的空气。

（3）用黄油枪把脂由加油孔向轴承箱内加注，加到脂从两端盖以及放油孔挤出为止，然后上紧两轴承端盖及放油孔丝堵。随后用手盘车，使脂在箱体内分布均匀。

3.3 对轴承温度以及振动情况的观测

在灌泵之后，对离心泵启动，开启出口阀门，使离心泵在正常情况下运行，对离心泵两端轴承的温度以及油脂的情况进行监控。用红外线测温仪随时监测温度。通过改造后，用测振仪对振动位移情况进行监测，数值在0.04mm左右。对脂的油脂进行监控，最终结论为脂油质良好、无变化，水泵运转正常，从温度监测数据和振动检测数据可以看出，用脂代替油是可行的，能在同类型离心泵上推广使用。并且降低了油的使用量，保持了泵房清洁卫生，杜绝了由于缺油造成轴承、轴损坏事故的发生，使设备运行完好。

4 改造后的故障及处理方法

4.1 发生的故障及问题

经过短期的调试以及监测，有个别的离心泵使用效果以及运行情况并没有达到预计的标准。其中包括设备本身的原因，也有里部件工作环境不满足引起的。主要有以下几个方面：

（1）改造后由于轴承箱内充满脂，轴与脂的摩擦大于与油的，故电机的负荷增加，致使电机温度会升高5到8度。

（2）在泵运转一个半月时，对其进行检查，发现轴承内油的量很小，有的甚至在发生干磨。分析得出，原因是由于脂的流动性差，在轴承内部脂消耗完后不能及时的补充过去。

（3）在通风不好和温度较高的区域内，轴承的温度会超出规定的标准。分析得出：原因是由于脂的流动性不好，致使温度不能及时的传导出去，而发生高温。

4.2 对其故障及问题的解决方法

对上述问题，可以得出主要原因在于脂的流动性差，不能及时的补充轴承内部脂消耗后的缺陷。可以认为只要轴承内部有足够的脂，就不会出现缺油、干磨以及温度高等现象。最好的解决方法是将轴承（6206型）换成全封闭式的。轴承内部充满脂，只要在外部涂适量即可，其最短使用寿命也在两个月以上，能够达到生产以及节能降耗的要求。

5 脂的效果

脂不易泄漏，有利于离心泵轴承的，确保离心泵安全稳定运行，大大减少加油量和加油次数。不但节油，而且降低工人的劳动强度。具体来说：

（1）节省油费用。使用油脂每台离心泵消耗为9kg/a，费用为63元/a。而机油消耗量在骨架油封完好情况下4kg/月，费用为200元/a。每台泵可节约137元/a，大大降低了费用。

（2）减少检修费用。骨架油封平均寿命为4个月，为更换骨架油封，每年需解体检修3次左右，改为锂基脂，减少人工费。材料费、机械费，并避免了在检修过程中造成设备零件的损坏。

（3）延长了设备运行周期。从振动。温度等方面监测，使用脂密封性能好，轴承运转良好，延长了轴承的使用寿命。

（4）改善了岗位环境。

综述所述，用脂代替机械油，对这种转速低、流量不大的离心泵是切实可行的，并且有着明显的经济效益、环境效益，是使设备经济合理运行的一项有效措施。

参考文献

[1] 王颖.立式高速离心泵机械密封泄漏分析及改造[J].石油化工设备.2005（04）

[2] 赵凤岭.离心泵故障分析[J].化工装备技术.1996（03）

[3] 曹守彬，撒辉.对真空制盐设备的认识[J].苏盐科技.2009（01）

篇9

关键词：干气密封；轻烃泵；泄漏；改造

一、前言

裂解汽油加氢装置C5馏分抽出泵为RPKB25-200单叶轮泵，该泵原密封采用的是单端面机械密封。C5馏分为汽油加氢装置95～100℃馏分，其主要为C5及以下组分，属于液态轻烃类。该介质为低沸点液体，容易汽化，而且存在低温使材料脆化等问题。另外由于其还有具有低粘度、高蒸汽压等特性，在泵密封的摩擦副端面难以形成和维持连续、稳定的液体膜，容易因流体膜汽化引起干摩擦，造成端面磨损加剧，严重影响密封的使用寿命。一旦离心泵单端面机械密封失效，轻烃物料极易泄漏挥发到大气中，不仅污染环境，更存在引发重大安全事故的可能。

经过长期对该C5馏分抽出泵操作使用及检维修分析，总结出该类泵机械密封失效情况如下：

1.密封在泵开停过程中造成机械密封动静环端面间隙发生较大变化从而导致泄漏；

2.检修分解失效密封后发现：①动、静环根本就没有摩擦痕迹，即轻烃介质在动静环间形成了过大的液膜反力，将密封面推开，从而造成泄漏；②动、静环过度磨损，即载荷系数或弹簧比压过大，造成密封端面不能形成液膜，从而导致过度磨损泄漏。

综上，为解决该类轻烃泵密封问题，关键在于：改善液态烃泵机械密封端面条件，防止密封端面液膜汽化。

通过与改造厂家探讨，根据泵类型与介质、工况，决定对该泵进行串联式干气密封改造，改造方案为PLAN11+72+75。

二、密封结构与操作系统

1.密封结构

该改造方案为带自冲洗的串联式干气密封。第一级为平衡型机械密封，密封介质为C5，入口压力：0.45MPa，出口压力：1.02MPa，温度：40℃，转速：2850r/min；第二级为干气密封，密封介质为干净氮气，氮气压力：0.07MPa左右。由于干气密封端面上加工有动压槽[1]（槽深一般在5～10um，正常工作状态下，流动的气体在两个密封面间形成一层 2～3um厚的气膜），只允许单向旋转，因此，该密封只能单向运转。

正常情况下，机械密封作为主密封起作用，干气密封为辅助密封。干气密封主要作用有：

1.1提高主密封的背压，使液态介质能够保持在密封端面处，主密封在运转过程中端面形成一层液膜，从而减小了密封面的磨损，极大地延长了主密封的使用寿命；

1.2当主密封失效时，干气密封可以起到备用密封的作用，隔离介质与大气，防止意外事故发生。

2.操作系统

干气密封控制系统是干气密封的重要组成部分[2]，它主要由密封气过滤单元和密封气泄漏监测单元组成，干净的密封气保证密封面不受颗粒杂质的损坏，干气密封是以微量的气体泄漏为代价换取其长周期的使用寿命，泄漏量是否稳定直接反映了干气密封运行的状态，因此，对干气密封的泄漏进行监控为设备的安全运行提供了保障。

在串联式干气密封控制系统中，外部管网氮气进入控制系统，经过滤器、减压阀后，为干气密封提供稳定、干燥、清洁的密封气。当主密封泄漏或氮气压力过低，单向阀起到防止工艺介质反串入氮气管网的作用。进入密封腔的氮气与主密封泄漏的微量工艺介质经气液分离器后，气相介质通过节流孔板排向火炬，液相介质则留在气液分离器，可通过视镜观察液体，当贮存到一定量时打开排液口排入排污容器，由此消除安全隐患和避免对环境造成污染。当主密封泄漏过大时，由于限流孔板的作用，密封腔压力上升，泄漏管线上的压力表指示上升，表明密封失效。

干气密封控制系统结构简单。干气密封阻塞气采用工业氮气（接公用工程的氮气管线），经减压阀减压至0.2MPa做为干气密封系统气源，再经孔板限流减压至工作压力0.07MPa。

三、干气密封出厂试验

干气密封的完成设计制造后，在成都一通科技有限公司的试验台上进行了干气密封的性能模拟试验。参考API682离心泵干气密封的试验规程，并按此规程对干气密封进行性能试验。试验结果表明，干气密封具备高度的稳定性、可靠性，泄漏量稳定，与设计值吻合。

四、干气密封日常操作注意事项

密封在运转过程中，通过密封气系统可对干气密封的运转状况进行监测。正常情况下入口气源压力为0.2MPa时，出口压力应大致为0.07MPa。

1.若密封气出口压力表显示过低，表明外侧干气密封泄漏过大；

2.若干气密封腔出口压力表长时间显示高于0.07MPa，达到警戒压力0.12Mpa压力开关高报警，表明内侧主密封泄漏过大，可视现场情况决定是否拆机检查；

3.若密封气进入管线压力表显示值过低，低于0.2Mpa，达到0.15Mpa时，表明密封气源压力过低，提醒操作者注意检查气源压力；

4.通过收集罐的液位计观察罐内容积，达到一定值时液位开关发出液位高报警，提醒操作者及时打开阀门向指定的排污容器排放。

五、结论

1.厂家在设计时，采用了有限元法对干气密封工作原理、端面槽型、结构参数优化进行了研究，保证能密封具有良好的密封性和稳定性；

2.出厂试验证明，设计制造的串联式干气密封能够实现密封的非接触运行，密封性能稳定可靠；

3.工业运行表明，该泵改造完成运转2个月，操作系统各工艺参数稳定，密封性能良好，大大提高了该泵的运转性，彻底解决了因该泵介质沸点低、容易汽化等引起的密封材料低温脆化等问题，消除了轻烃介质挥发到大气中污染环境，更防止了发生重大安全事故的可能。

参考文献

[1]麦伟.串联式干气密封在焦化装置液化气泵上的应用.石油和化工设备；2010年第13卷，52-54.

篇10

1.1 潜水泵的结构特点。潜水泵是电机与水泵直联一体潜入水中工作的提水机具，电机、水泵一体，潜入水中运行，安全可靠。它适用于从深井提取地下水，也可用于河流、水库等提水工程。潜水泵具有质量轻、可移动、安装简单等优点，因而广泛运用于农田灌溉中。潜水泵按其内部结构分为干式和湿式两种。常见的潜水泵的外形如图1-1所示。

1.2 潜水泵的工作原理。潜水泵一种用途非常广泛的水处理工具。与普通的抽水机不同的是它工作在水下，而抽水机大多工作在地面上。开泵前，吸入管和泵内必须充满液体。开泵后，叶轮高速旋转，其中的液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口，排出管流出。在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低压区，液池中的液体在池面大气压的作用下，经吸入管流入泵内，液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出管流出。

2 潜水泵常见故障及其维修措施

2.1 故障现象：潜水泵运转有异常振动、不稳定。主要原因：①水泵底座地脚螺栓未拧紧或松动；②出水管路没有加独立支撑，管道振动影响到水泵上；③叶轮质量不平衡甚至损坏或安装松动；④水泵上下轴承损坏。维修措施：①均匀拧紧所有地脚螺栓；②对水泵的出水管道设独立稳固的支撑，不让水泵的出水管法兰承重；③修理或更换叶轮；④更换水泵的上下轴承。

2.2 故障现象：潜水泵不出水或流量不足。主要原因：①水泵安装高度过高，使得叶轮浸没深度不够，导致水泵出水量下降；②水泵转向相反；③出水阀门不能打开；④出水管路不畅通或叶轮被堵塞；⑤水泵下端耐磨圈磨损严重或被杂物堵塞；⑥抽送液体密度过大或粘度过高；⑦叶轮脱落或损坏；⑧多台水泵共用管路输出时，没有安装单向阀门或单向阀门密封不严。维修措施：①控制水泵安装标高的允许偏差，不可随意扩大；②水泵试运转前先空转电动机，核对转向使之与水泵一致。使用过程中出现上述情况应检查电源相序是否改变；③检查阀门，并经常对阀门进行维护；④清理管路及叶轮的堵塞物，经常打捞蓄水池内杂物；⑤清理杂物或更换耐磨圈；⑥寻找水质变化的原因并加以治理；⑦加固或更换叶轮；⑧检查原因后加装或更换单向阀门。

2.3 故障现象：电流过大电机过载或超温保护动作。主要原因：①工作电压中过低或过高；②水泵内部有动静部件擦碰或叶轮与密封圈磨擦；③扬程低、流量大造成电动机功率与水泵特性不符；④抽送的密度较大或粘度较高；⑤轴承损坏。维修措施：①检查电源电压，调整输电压；②判断磨擦部件位置，消除故障；③调整阀门降低流量，使电动机功率与水泵相匹配；④检查水质变化原因，改变水泵的工作条件；⑤更换电机两端的轴承。

2.4 故障现象：绝缘电阻偏低。主要原因：①电源线安装时端头浸没在水中或电源线、信号线破损引起进水；②机械密封磨损或没安装到位；③O型圈老化，失去作用。维修措施：①更换电缆线或信号线，烘干电机；②更换上下机械密封，烘干电机；③更换所有密封圈，烘干电机。

2.5 故障现象：水泵管配件渗漏。主要原因：①管道本身有缺陷，未经过压力试验；②法兰连接处的垫片接头未处理好；③法兰螺栓未用合理的方式拧紧。维修措施：①有缺陷的管子应予以修复甚至更换，对接管子的中心偏离过大的应拆掉重排；②对准后连接螺栓应在基本自由状态下插入拧紧，管路全部安装完后，应进行系统的耐压强度和渗漏实验；③必须更换新的。