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机械密封在高粘度泵上的应用探讨

  • 发布者:凯时泵阀

    发布日期:2019-07-18
  •   一、填料密封与机械密封的结构及性能分析

      (1)高粘度泵的填料密封结构分析。从泵的填料密封结构本身,可以看出泵壳与旋转的泵轴之间存在着间隙,这个间隙依靠填料盒来密封,填料盒由填料挡套、填料、填料压盖、水封环等组成;填料挡套、填料压盖在填料的两头,是压紧填料用的,泵的填料一般是用浸石墨的石棉绳、聚四氟乙烯等材料编织制成。使用时需将其切割成有一定长度、角度然后一圈一圈地放进填料盒,每圈的接口相互错开900~1200角,由填料压盖压紧,压紧的程度要适当,过紧会增加磨损和消耗功率;过松会漏水漏气,压紧不当时在低压侧,就可能使空气进入泵内影响泵的工作,甚至使泵不上(油)水;在高压侧,就有液体漏出,在使用填料密封的设备技术文件以及企业操作指导书是这样定义的:泵运行中前后填料,泄漏量允许在10~30滴/min。填料在使用一段时间后因为失去弹性和润滑作用。由此看来,填料密封能够直接给运行中的泵带来漏失损耗和功率损耗;效率相应会受到影响。

      (2)机械密封与填料密封不同,密封效果好,承磨能力强,可以达到不漏。机械密封的型号较多,目前使用在高粘度泵上的主要有O型环密封式、整圈金属波纹管式、多圈金属波纹管式等构成接触式液体润滑机械密封系列。按结构不同大体分为:非平衡型和平衡型;旋转或静止密封头;单弹簧或多弹簧结构;推环形或非推环形二次密封结构。机械密封的基本组成元件为主环和配合环,它们一起形成与轴垂直的动态密封面。主密封环为密封头组件的一部分,而配合密封环和静密封组成另一个组件,它们共同组成泵的完整密封装置。在接触式机械密封中,随着泵轴开始转动,密封平面之间发生相对运动,在滑动接触面处形成一层很薄的液膜,这层液膜的生成是由每个密封面的表面粗糙度造成的,密封结构中使用的防转动设施如:传动销、键和凹槽等,都对密封面之间的液膜形成有一定影响,液压形成在密封面中伴随有摩擦热产生,压力和热变形倾向于将密封面分开。当实际密封面的压力等于液压和机械密封的设计弹簧压力之和时,密封面压力趋于稳定。但是,由于密封平面彼此相对运动,它们受实际端面压力和转速的影响,会产生密封面的磨损,因为磨损直接和温度有关,所以运行中要控制密封面处的温度。

      密封端面处的热量还可以导致热变形,热变形会导致密封的泄漏量增加,所以在具体应用场合应采取某种形式的冷却,密封表面的温度是密封所产生的热量加上从泵送量失去的热量或对泵送量失去的热量的函数,如果移去的热量速度等于产生热量的速度,温度就不会升高。如果移去的热量小于产生的热量,那么密封端面的温度就会升高到使密封端面发生损坏之点;因此,密封面上产生的热量除去,密封热可以在密封面处用密封冲洗液除去。移走单个密封的热量是通过密封冲洗来完成的,密封的冲洗液通常是来自高粘度泵出口管线的旁路或由外界液源注入。密封面上产生的热量除去的另一个原因是输送原油碳氢化和物时,要避免液体被闪蒸或炭化。因此在泵送高温液体时,考虑到工艺过程的热量输入。

      二、机械密封的基本原理

      使用在输油(水)泵上的是接触式液体润滑密封,输送介质与密封结合面呈动态接触,此处接触的性能好坏将决定密封的效果,如果密封面处的载荷过高,密封面处的液体就会气化或炭化,造成密封面磨损,不稳定工况也会对密封面造成损坏,如果超越了材料的承受界限,会因密封面的纯粹接触而导致高磨损率从而产生泄漏,密封平衡就是用来避免上述情况发生和提供有效密封装置的一种形式,任何密封腔内的压力在各个方向上都应该是相等的,并使主密封环与配合密封环接触,压力只作用在环形面。

      三、填料密封与机械密封应用于高粘度泵运行中优劣对比

      高粘度泵使用填料密封存在泄漏,会造成原油损耗、容积损耗、功率损耗,效率降低;同时增大了员工的劳动强度。机械密封替代填料密封克服了上述缺点,应用于泵中达到了运行中平稳、不渗、不漏,提高了设备的可靠性能。填料密封改用机械密封延长了修保周期,从一级保养内容上去除了换密封填料及检修换轴套环节。

      填料密封引起的功率损耗可达到输入轴功率的3%~5%,机械密封与填料密封相比较摩擦系数、摩擦面积、摩擦压力摩擦热均小于填料密封,运行中减少功率损耗与填料密封引起的功率损耗相比较近s倍;机械密封的泵运行中无漏失损耗、无油污落地,不造成环境污染。

      (1)填料密封存在泄漏是必然的,泄漏的产生会造成原油损耗、容积损耗、功率损耗,效率降低;同时增大了员工的劳动强度。机械密封替代填料密封克服了上述缺点,应用于泵中达到了运行中平稳、不渗、不漏,提高了设备的可靠性能。

      (2)填料密封改用机械密封延长了修保周期,由原来的一级保养1000小时换填料密封,延长到现在8400~11400小时进行检查机械密封磨损情况。检修周期延长了8~11倍,从一级保养内容上去除了换密封填料及检修换轴套环节。

      (3)填料密封引起的功率损耗可达到输入轴功率的3%~5%,机械密封与填料密封相比摩擦系数、摩擦面积、摩擦压力摩擦热均小于填料密封,运行中减少功率损耗与填料密封引起的功率损耗相比近5倍;机械密封的泵运行中无漏失损耗、无油污落地,不造成环境污染。


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