高压泵机械密封处理

 高压泵机械密封处理

作者姓名：李慧

单位名称：中盐安徽天辰化工有限公司单位省市：安徽省合肥市单位邮编：23160

摘要：对高压机械密封出现故障的原因进行了详细分析，对机械密封的故障的原因逐项提出了解决方案，保障了高压泵机械密封的连续稳定运行。

关键词：离心泵高压机械密封泄漏故障处理

1现状分析

高压泵是聚合关键的设备，它是通过自来水经过3级加压的高压水再通过高压软管与3D喷头连接所喷射的高压水所产生的后坐力同时进行自转和公转，对聚合釜、种子釜进行均匀清洗的专用设备.聚合釜釜壁脏了,如果不及时去清理，聚合生产过程中就会黏釜，出现超温超压难以控制，造成产品不合格和渣子多。也是给聚合工段提供质量保证的基础。目前我公司高压泵是单一设备,10万吨/年聚合共有3台聚合釜和3台种子釜,另外还有2台卸料槽以及3台汽提塔,高压泵保证完好状态能够及时清洗尤其重要。

图1高压泵维修次数

从以上折线图可以看出造成高压泵维修次数最多的原因.是高压泵密封件故障,平均一个月一次,在维修过程中也是最耗时的在3个小时左右,不但造成生产成本的增加而且还制约产能的提高.

2原因分析

2.1高压泵的介绍

速技能泵是由泵单元和清洗机组成的。通过更换清洗机的各种附件，可以有效而安全地进行清洗。泵单元大致分为泵、驱动机以及动力传送装置三个组成部分，泵为卧式3连柱塞式。是单台设备。

1）吸入行程：在吸入行程中，从上死点开始柱塞回抽，吸入阀打开，将水吸入阀箱内。

2）压缩、排出行程：柱塞从下死点移动到上死点的过程中，吸入阀关闭，排出阀打开。进入排出行程并加压（高压）。高压的实际上就是通过安装在前端的喷嘴，水被收束，形成高速射流。随着柱塞的运动，吸入、排出行程交替进行。

目前10万吨生产负荷在不断提高，月产量已经由4000吨增加到7000吨，每天高压清洗都是在3釜以上，清洗时间达到16个小时以上，所以高压泵的使用频率也是达到最高，因此故障也是在不断增加，经过统计，因维修密封组件每个月都在一次以上。

3原因分析

图2问题原因排列图

从排列图可以看出，高压泵柱塞磨损是密封组件故障的主要症结。a.密封圈结构形式是由3部分组成，即中间是一个间隔环（材质铜），两端是密封圈，最外端是适配器（材质铜）。由于密封圈材质是由石墨具有很好的耐腐蚀性,不与任何有机化合物起反应，还具有良好的抗热震性能，但是抗性话性能差,随着温度的升高,氧化速度加剧，现场检查发现密封圈全部折损、毁坏。为了进一步验证密封圈影响度，我们分别拆开3根柱塞的密封函，发现密封圈都是的损坏。

进一步确认，选取了5个月的高压泵维修记录，密封圈损坏维修每次都有。密封圈结构形式是由3部分组成，即中间是一个间隔环（材质铜），两端是密封圈，最外端是适配器（材质铜）。由于密封圈材质是由石墨具有很好的耐腐蚀性,不与任何有机化合物起反应，还具有良好的抗热震性能，但是抗性话性能差,随着温度的升高,氧化速度加剧，现场检查发现密封圈全部折损、毁坏。

4故障解决办法及改进措施

4.1重新设计密封辅助隔离方案

针对密封腔无法对工作介质进行彻底有效隔离的设计缺陷，在机械密封动环后部设计安装一定直径的螺旋套(图2)，螺旋套表面设置螺旋槽，螺旋槽旋向采用与泵旋转方向相反的设计。一方面轴套旋转时带动螺旋套同步旋转，利用螺旋套表面螺旋槽的反螺旋密封原理，将会进入密封腔。

4.2改进静环密封形式和材料

为了避免高温和密封冲洗水导致密封环无法平行贴合运行的缺陷，将原密封静环的固定方式进行重新设计，静环设计为浮动密封。即在动环后部安装单独的密封圈，静环安装后位置不是固定不变，它可以在一定角度范围内进行自行调整，当机械密封运行时由于高温变形、冲洗水冲击等外部原因出现端面不平行无法贴合时，它可进行小幅度的自行调整，始终保证与动密封环摩擦副平行贴合，确保机械密封运行正常。针对该机械密封动环选型情况进行改进，将原来的碳石墨动环摩擦改为硬质合金WC材料。由于WC材料硬度极高，即使部分颗粒介质蹿入密封腔后进入摩擦副端面，也可有效避免因密封面被介质颗粒切削和划伤，同时该材料可耐高温，化学稳定性、热传导性都很优异，避免了机械密封动静环快速磨损失效。

4.3改进密封冲洗液分布方式

将原密封系统的单孔径向冲洗方式改为多孔环向冲洗方式。密封冲洗水进入密封后进行二次优化分布，围绕摩擦副端面设置28个冲洗小孔进行冲洗，保证密封摩擦副整圈各个位置都有密封冲洗水进行冲洗。从而以最佳的冷却方式对摩擦副端面进行冲洗、降温，防止摩擦副产生的热量在端面内部集聚，从而达到最佳的冷却和降温效果。

5结束语

对该机械密封损坏原因进行分析后，确定了改进措施，并对原机械密封进行针对性的改进，经改进后的机械密封在一年内运行稳定，使用寿命有了大幅提高，未出现过任何非正常的泄漏和损坏现象。

参考文献

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