一、前言
在離心泵的使用過程中,離心泵填料密封的好壞直接影響著離心泵的使用效果,因此對離心泵的填料密封的改造工作非常有必要,這是提高離心泵填料密封效果的一個非常有效的辦法。
二、離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)原理
若需進(jìn)行離心泵填料密封的改造工作,我們必須要了解離心泵機(jī)械密封的原理,離心泵機(jī)械密封是一種對精密度要求非常高的精密部件,它的整個制造過程,從設(shè)計(jì)到加工到安裝等等都是有著非常嚴(yán)格的精密度要求的。顧名思義,密封就是利用來防止一些流體外泄的,所以我們必須要在設(shè)計(jì)機(jī)械密封的時候全面考慮,既要考慮使用的環(huán)境,還需要考慮機(jī)械密封運(yùn)行時候的潤滑油沒有做好,有沒有達(dá)到應(yīng)該有的一些技術(shù)要求,只有這樣才能保證機(jī)械密封的密封效果,。其實(shí),機(jī)械密封簡單的說就是通過端面密封來達(dá)到應(yīng)該有的密封效果,通過流體壓力,和機(jī)械外加的壓力保持密封,這樣通過一定的相對滑動,就能保持穩(wěn)定的密封狀態(tài)。但是離心泵機(jī)械密封的型號比較多,也容易出一些故障,而最明顯的故障表現(xiàn)就是泄露,我們也對離心泵機(jī)械密封出現(xiàn)泄露的幾個基本的點(diǎn),做了一個探究,發(fā)現(xiàn)通常情況下機(jī)械密封出現(xiàn)問題都是在這幾個點(diǎn)上:
1、運(yùn)動和靜止的端面上;
2、壓蓋與密封泵體之間的密封處;
3、袖套與泵軸之間的密封處;
4、壓蓋和靜環(huán)接觸的密封位置;
5、動環(huán)與軸套所接觸的密封的位置。也就是這五個位置最容易出現(xiàn)泄漏。
三、填料密封缺陷分析
1、填料壓蓋壓力不易控制
在填料密封中,盤根數(shù)目一般為6-7根,中間有填料環(huán)。在正常工作時,必須擰緊填料壓蓋兩側(cè)的螺栓,通過產(chǎn)生預(yù)緊力壓緊填料,使泄漏減少。由于螺栓的松緊程度只能憑手感來判斷松緊,壓力大小難以控制且沿圓周方向分布不均,這便造成填料的側(cè)向壓力沿軸向分布不均,過小達(dá)不到密封要求,過大造成填料嚴(yán)重磨損,影響密封的穩(wěn)定性和可靠性。
2、液封結(jié)構(gòu)不合理
用于液封的介質(zhì)來自泵的高壓區(qū),比其他各處泄漏進(jìn)填料密封的液壓高,填料密封上部的液封孔離填料壓蓋較近,一般間隔3圈填料,數(shù)量較少,導(dǎo)致防高壓密封液外泄的難度大。當(dāng)部分填料腐蝕需添加填料時,新加的填料把舊的填料環(huán)和液封推向填料密封內(nèi)部,使液封環(huán)與泵蓋上液封孔錯位而失去布液作用。密封液未經(jīng)充分?jǐn)U散而導(dǎo)致處于液封孔外側(cè)的填料承受的壓力較大,密封難度增大。另外,由于填料環(huán)安裝在填料的中間,且填料上的液封環(huán)要求與液封孔相對,中午無疑增大了更換填料的難度和工作量。
3、適應(yīng)性受到限制
傳統(tǒng)的填料密封結(jié)構(gòu)不允許轉(zhuǎn)軸有較大的徑向竄量,設(shè)計(jì)要求一般小于0.5mm,可實(shí)際使用過程中,泵在偏離設(shè)計(jì)工況下工作時,泵軸在密封處的竄量相當(dāng)大,過大的竄量,必然造成填料與軸套之間較大的間隙,從而增加泄漏量,難以保證密封長期處于穩(wěn)定或可靠的工作狀態(tài),更縮短了設(shè)備運(yùn)行周期。
四、機(jī)械密封失效原因分析
機(jī)封投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)時,其泄漏量應(yīng)控制在國標(biāo)允許范圍內(nèi)。在其本身結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、安裝和使用等方面無問題的條件下,其使用壽命應(yīng)該在24000小時左右。在實(shí)際使用過程中,若機(jī)封的使用壽命在沒達(dá)到該值的情況下就已失效,這說明在設(shè)計(jì)選型、設(shè)備運(yùn)行狀況、操作條件和安裝質(zhì)量均存在一定問題造成的。
1、泵抽空或汽蝕
抽空現(xiàn)象是由于泵在啟動前沒有灌泵或者灌泵不充分、不滿液或介質(zhì)大量汽化,在性能上表現(xiàn)為出口壓力趨近于零,摩擦副因干或半干摩擦而產(chǎn)生磨損失效。拆卸時發(fā)現(xiàn)動靜環(huán)表面有環(huán)狀溝紋、密封圈老化等現(xiàn)象。
由于介質(zhì)溫度過高,介質(zhì)在葉輪入口的低壓區(qū)氣化或氣泡逸出,當(dāng)氣泡隨液體流至高壓區(qū)時又產(chǎn)生凝聚或氣泡破裂,瞬間周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占的空間,造成液體互相撞擊,在沖擊點(diǎn)處形成極大的壓強(qiáng),這種現(xiàn)象被稱為汽蝕。其特點(diǎn)是離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生強(qiáng)烈的水力沖擊,表現(xiàn)泵出口壓力有較大幅度的波動。汽蝕發(fā)生后,水力沖擊帶動密封產(chǎn)生軸向振動,使動靜環(huán)及輔助密封等零件嚴(yán)重磨損。拆卸檢查時發(fā)現(xiàn),彈簧卡住、靜環(huán)離位、輔助密封圈損壞、密封端面嚴(yán)重磨損及石墨環(huán)斷裂的現(xiàn)象。
2、泵振動過大
由于生產(chǎn)和安裝精度等原因,所有離心泵都存在著振動。振動原因主要為轉(zhuǎn)子不平衡、泵與電機(jī)不同心等。振動可分解為垂直、水平和軸向,其中以軸向振動對機(jī)封的危害最大。當(dāng)振動加劇時,動靜環(huán)之間分離。瞬間的分離在液膜壓力作用下致使密封面開啟,出現(xiàn)大量泄露,如果在這瞬間摩擦副附近介質(zhì)中含有固體顆粒,進(jìn)入到密封端面間,則會導(dǎo)致密封端面損壞。
3、泵軸彎曲
機(jī)封是一種旋轉(zhuǎn)軸向的接觸式動密封。它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下,兩個垂直于軸線的密封端面緊密貼合、相對旋轉(zhuǎn),從而達(dá)到密封效果,因此要求兩個密封面之間要受力均勻。如泵軸彎曲,運(yùn)轉(zhuǎn)時在機(jī)械密封安裝處產(chǎn)生較大的撓度,使密封面之間的受力不均勻,導(dǎo)致密封發(fā)生泄漏。
4、輔助系統(tǒng)方面
機(jī)封的輔助沖洗系統(tǒng)可以有效地保護(hù)密封面,起到冷卻、潤滑等作用。如果泵運(yùn)行后,沖洗系統(tǒng)沒有進(jìn)行投用或者密封沖洗液液量不足,將導(dǎo)致密封端面處于干摩擦狀態(tài),最終導(dǎo)致機(jī)封損壞。
5、操作方面原因
啟泵時,如果沒有灌泵或者排氣不充分,沖洗系統(tǒng)不正常投用,也將會導(dǎo)致機(jī)封失效損壞。
五、離心泵密封的改造過程
1、改造過程
首先我們注意到火力發(fā)電廠一般使用的離心泵,采用的密封方式還是比較多的,但是通常情況下以前主要的還是盤根式的密封方式,所以我們的改造也就是分解離心泵原有的一些技術(shù)特點(diǎn)來進(jìn)行的,下面來介紹下我們改造的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
(1)清理填料室。我們要進(jìn)行改造,第一步就是清理工作,因?yàn)橹挥写蜷_蓋進(jìn)行清理,才能保證離心泵內(nèi)部沒有雜質(zhì),必須要把水封圈也拿掉。這個工作可以和離心泵修理的工作同步進(jìn)行,就能節(jié)省大量時間。
(2)離心泵填料室鉆孔。要在填料室加裝上接頭,也必須要加裝上注射孔,才能注射填料,也才能更好地完成,注意填料的時候各種設(shè)備接口的匹配,減少填料過程出問題。
(3)加盤根。通過增加盤根的方式,尤其是采用了一些有機(jī)化學(xué)元素制成的盤根,就能夠很好的解決泄露的問題,但是必須要注意加盤根要密封好,不能出現(xiàn)不必要的縫隙,而失去作用。
(4)加填料。可以手動的進(jìn)行加料,但是不要加的太緊,最后合上蓋子,再用填料槍,這樣的效果比較好。
2、改造時注意事項(xiàng)
(1)改造只能在正壓泵上進(jìn)行。由于如果這樣的改造在負(fù)壓泵上進(jìn)行,就會導(dǎo)致材料被吸入,造成對泵的破壞。
(2)盤根壓蓋不要太緊。盤根不能太緊,因?yàn)樘盍咸珴M也容易出問題的,所以我們必須要注意要讓盤根有一定的空間。
(3)填料補(bǔ)充。改造完成后也需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn),必須要驗(yàn)證改造是否成功,可能在才開始啟動的時候,會有一些填料被擠出,但是不會有太大影響,只是需要進(jìn)行一些填料的補(bǔ)充,通過補(bǔ)充來繼續(xù)進(jìn)行工作。填料要分次慢慢進(jìn)行,而且要有一定的間隔時間,必須要保證填料和軸套要磨合好,才不會出問題。
(4)對泵蓋上注射孔接頭的要求。離心泵蓋子上設(shè)置了注射孔,所以我們就必須要保證填料的注射孔能夠和蓋子配合緊密,必須要壓緊填料以后又蓋緊蓋子。
(5)填料注射的時候要盡量的溫和一些,不能用力過度,這樣會造成一定的問題,所以注意不能填料過猛。
3、離心泵改造優(yōu)點(diǎn)
通過改造前后泵的運(yùn)行狀況的比較,改造后有以下幾個優(yōu)點(diǎn):
(1)節(jié)約資金。改造過后的機(jī)械密封使用效果比較好,能夠節(jié)約很多的資金,而且使用周期更長,密封效果更好。
(2)維護(hù)量小且方便。機(jī)械密封在產(chǎn)生泄漏的話,維護(hù)起來也是比較容易的,能夠在短時間進(jìn)行處理,處理的方式也比以前能夠有很多的改善,便于處理,而且安全性也提高了很多。
(3)密封效果好,安全性高,使用范圍廣,該填料無污染,無毒,潤滑性能好,耐磨性高,而且有良好的不滲透性,對保護(hù)軸套有利。
六、結(jié)束語
最后,離心泵填料密封的改造非常重要,針對目前離心泵填料密封條件不好,使用效果不佳的情況,更加需要明確離心泵填料密封的改造的具體方法,提高離心泵填料密封的改造的效果。
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