水泵机封的改造

慕　０。　一一一一一…　一。一一　．　。。　文章编号：１６７１一－０７１　１（２０１３）１　１－００５８—０２　与　水泵机封的改造　张云／『　（云南天安化工有限公司磷酸厂，云南摘安宁６５０３０９Ｊ１　要：对我厂循环水泵在使用填料密封时出现的问题进行分析，提出机械密封改造措施，并对改造后　循环水泵的使用情况进行了评述。　关键词：循环水泵；机械密封；应用　中图分类号：Ｕ４６４．１３８＋．１　文献标识码：Ｂ　一、填料式循环水泵的使用情况及存在问题　改造初期情况有所好转，但运行一段时间后再次出现　频繁泄漏，拧紧压盖螺栓、更换填料均不能解决问题。　为彻底解决循环水泵存在的问题，我们提出将其改为　机械密封型式。　二、循环水泵的机械密封改造　１．机械密封的选型　１．概述　天安化工磷酸厂一期３Ｏ万ｔ／＇－年湿法磷酸装置４台循环水　泵采用的是单级双吸水平中开蜗壳式离心泵，于２００５年２月　投入使用。４台泵原设计均采用填料密封。良好的填料密　封，是“迷宫效应”和“轴承效应”的综合作用。因轴套　随轴运转，会与填料持续摩擦而产生大量的热量，故需外　接冷却水注入水封环内让填料冷却，冷却水压力还可以帮　助填料起到更好的密封效果，从而让循环水泵正常运行。　２．使用情况及存在问题　双端机封有两对摩擦副，结构复杂，需外供封液系统。　而单端面机封只有一对摩擦副，结构简单，安装及维护方　便，故选用单端面机封。选用内装式机械密封，便于改造　且密封性好。弹簧选取多弹簧式，使用于高速运转。　为了确保密封效果，需计算机械密封载荷系数　Ｋ＝（ｄ２２一ｄｂ２）／（ｄ　ｄ，２）　循环水泵介质参数见表１。　表１　ｐＨ值　Ｐ２０　％　固含量Ｊ（ｍｇ／Ｌ）　Ｆ／（ｍｇ／Ｌ）　密度／（ｇ，ｃⅡ　１．５９　０．７１　２１９．９　４　８１２　１．Ｏ１５　温度／℃　３７　式中：ｄ　——密封环带的内径，测量值为ＩｌＯｍｍ；　一密封环带的外径，测量值为１４５ｍｍ；　密封的平衡直径，测量值为１２５ｍｍ。　４台循环水泵原设计的冷却方式为：在泵壳顶部开孔将　ｄ厂泵内介质引出，再分别注入两端填料函之中用做填料冷却　水。　上式Ｋ＝０．６１＜１。Ｋ＜１的机械密封为平衡型密封，内装　式密封轴上的台阶使密封端面沿径向内移时并不减少密封　面的宽度。密封的开启力不变，但由于动环有较大的面积　暴露在液体中，因此，闭合力被平衡了相当一部分，保证　了密封效果。　水泵投入使用初期，水质及工况较好，这种冷却方式　也没出现太大问题，但随着水质恶化（见表１），介质含酸量　增大，杂质增多，而且其本身温度已经较高，导致填料频　繁损坏泄漏，外泄漏较大腐蚀轴承及轴承座，轴套磨损严　重。检修工作量及备件消耗量均加大，而且泄漏带来的环　境污染相当严重。为解决此问题，磷酸厂于２００７年７月进行　从上可知，选取的机械密封为单端内装旋转多弹簧式　平衡型机械密封。　三、改造过程　了冷却水系统改造：增加了密封水加压泵，单独配管至每　台循环水泵的填料函，并且引入了清洁工艺用水做填料的　冷却。　经与多家机械密封制造厂商进行探讨后，最终选定　“艾志工业技术集团”生产的“ＡＩＧＩ专利集装式机封”，该　机械密封结构型式如图１。　５８　中国设备工程ｌ　２０１　３￣１１月　润滑与密封　——０　攮　掺獭　密封端面平均线速度；　卜—许用值＜１４．５。　５．改造实施　我厂４台循环水泵，运行方式为３开１备。于２０１２年９月　先对备用泵ＣＪ０１００１Ａ实施改造。将原来的填料取出，取消　密封压盖，将机械密封直接安装在原填料函上即可。完成　改造后，连续运行了４个月，未发生泄漏。后对另３台循环　水泵实施改造，并于２０１３年３月全部改造完毕。　四、效益分析　机械密封改造前后循环水泵的运行参数见表３ｆ以　图１　１．ＡＩＧＩ专利集装式机封的特点　（１）集装式结构，使安装简单、可靠。　（２）平衡式结构在压力骤变时会减轻密封介质压力对密　封端的影响。　（３）非热镶式的动、静环结构，杜绝了在温度变化大以　及有振动等特殊情况下，环面发生脱落或损伤的现。　（４）定位装置可避免人为安装产生的误差，保证机械密　封精确的端面比压与可靠性，有效保证机械密封的长周期　运行。　（５）多个小弹簧结构，且不与介质接触。　（６）专利的定位以及合理的端面比压，确保了密封的寿　命与低排放要求。　２．性能参数　最高温度可达２００￣Ｃ；密封圆周线速度２５ｍ／ｓ；最高压力　可达０．４ＭＰａ。　３．材质选择　由表１可知，泵介质含酸量较高，且带有其它固体颗粒　杂质，因此对机械密封的材质选取（表２）。　表２　金属部件　动环　静环　０型圈　弹簧　３０４ＳＳ　ＣＢ　ＳＣ　ＶＩＴＯＮ　Ｈ．Ｃ　４．可行－陛验证　（１）端面比压　。　经计算Ｐｏ＝Ｆｏ／Ａ＝０．４２ＭＰａ　式中：　一密封净闭合力；　４——密封环面积。　在允许范围０．３～０．６内，可行。　ｆ２）　值。　ＰｃＶ＝０．４２×２５＝１０．５＜［Ｐｃｌ，ｊ，可行。　式中：鼻一端面比压；　ＣＪ０１００１Ａ为例１。　表３　流量／　扬程，ｍ　转速／　功率／　轴功率　电压　电流，Ａ　ｆＪｎ　）　（ｒ／ａｒｉｎ）　ｋＷ　，ｋＷ　／１（Ｖ　铭牌　２　７００　８２　１　４５０　８００　６０７　６　９０＿３　参数　填料　泵参　２　１ＯＯ　８２　１　４５０　８００　５９５　６　８３　数　机封　泵参　２４００　８２　１　４５０　８００　６０４　６　７６．９　数　１．改造效果　机封改造后，实现了零泄漏。而且，泵的运行效率得　到大幅提升，由改造前的８０．４％提升至９０．５％。　２．经济效益　ｆ１）通过电流对比可知，以ｌ台泵每年运行３３０天计算，１　年所降能耗为电机功率４６２　５２８ｋＷ，电能下降约７．３％，以每　度电０．８元计算，１年节约成本可达３．７万元。　（２）２０１２年５月至９月期间，泵检修８次，平均每台备件费　用为４．１万元。２０１２年９月完成机封改造后运行至２０１３年３月，　除了日常性维护检查，未进行备件更换。平均每台机封改造　费用为３．９万元，５个月时间即回收投资成本，并且产生效益　２０００元。　参考文献：　［１］云南省化工高级技工学校．磷酸生产工艺［Ｍ］．２００９．　［２］陈伟．机泵选用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００８．　［３】魏龙，冯秀．化工密封实用技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，　２０１０　收稿日期：２０１３—０７—３１　［编辑：崔璐婷］　２ｏ１３年１１月Ｉ中国设备工程　５９