高爐增壓泵密封可靠性改進

來彬彬 邱慶夏

（山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

1 概述

山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠2＃1080m3高爐和4＃1080m3高爐的風口小套、氣密箱的循環(huán)冷卻由1＃泵房的11 臺水泵及高爐的增壓泵來聯合完成。其供水方式采用二級串聯供水方式，各高爐共用1＃泵房提供0.45Mpa 的一級水壓，而后再通過高爐的增壓泵使供水壓力增加到1.4—1.5Mpa，用于氣密箱及風口小套的冷卻。每座高爐安裝增壓泵4臺，兩臺工作，兩臺備用。

2 存在問題

目前高爐增壓泵選型為D280-43*3 多級節(jié)段式清水離心泵。泵流量為280m3/h，揚程為129m，軸功率127.7KW，轉速1480r/min，采用填料密封形式。工作制式為連續(xù)工作制。在使用過程中，暴露出如下問題：

2.1 泵運行過程中填料密封易磨損，出現漏水故障，造成水資源的浪費，同時失效的填料也對環(huán)境造成污染。

2.2 增壓泵軸套使用壽命短，平均周期為50天。

2.3 增壓泵軸承使用壽命短，軸承平均壽命為45天。

2.4 增壓泵電機軸承易過熱燒損。電機的高負荷運轉，消耗電能高。

2.5 泵機組備件庫存量大，維修費用高。

3 原因分析

3.1 填料密封依靠壓蓋的軸向壓緊力將填料轉化為徑向密封力，從而達到密封效果。因填料與軸套直接接觸，且作相對轉動運動，造成填料磨損引起泄漏，浪費水資源。填料的頻繁更換，增大了維修人員的勞動量，同時失效的填料對環(huán)境造成污染。

3.2 增壓泵軸套使用壽命短。泵在運行中，填料與軸套的相對運動造成劇烈摩擦使得軸套被磨損，磨損后軸套的表面粗糙度增加，又加劇了填料和軸套的磨損，軸套使用50天就需要重新更換。

3.3 增壓泵軸承易損壞。填料磨損引起泄漏，導致緊鄰填料室的軸承箱進水，造成潤滑油變質，軸承潤滑不充分而損壞。

3.4 填料與軸套的緊密接觸，使得電機負荷增大，造成電機軸承損壞。另外填料與軸套的摩擦，降低了電機的有效功率，消耗電能高。

3.5 增壓泵及電機故障頻繁，維修人員勞動強度高。同時，也增大了備件庫存量，造成較高的維修備件費用。

4 改進方案

4.1 增壓泵的頻繁故障，引發(fā)于填料密封，因此，需要對密封形式進行改進。將填料密封改為機械密封形式。其結構如下圖1：

4.1.1 機械密封的工作原理：機械密封由動環(huán)和靜環(huán)組成密封端面，動環(huán)隨軸套一起旋轉，靜環(huán)固定在殼體上不做旋轉運動，動環(huán)和靜環(huán)通過彈性元件和介質壓力來實現緊密配合。當主機啟動后，旋轉軸套通過緊定螺釘帶動彈簧座旋轉，而彈簧座則通過傳動銷釘帶動彈簧、推環(huán)一起旋轉，推環(huán)帶動動環(huán)密封圈和動環(huán)一起旋轉，從而產生了動環(huán)和靜環(huán)之間的相對旋轉運動和良好的緊密貼合，達到密封的目的。

4.1.2 機械密封的材質選型。機械密封摩擦副材質選用碳化鎢硬質合金，其材料具有極高的硬度（HRA89）和強度，良好的耐磨性和抗顆粒沖刷性，導熱系數高，線膨脹系數小，具有一定的耐腐蝕性。

4.1.3 機械密封的安裝。按增壓泵軸套與填料室規(guī)格定制機械密封尺寸，僅需在填料壓蓋上加工靜環(huán)防轉銷孔，安裝機械密封時，安裝靜環(huán)防轉銷即可。若增壓泵軸套磨損，需更換軸套。

5 效果

5.1 機械密封抗振性能好，對軸的振動和軸對密封腔的傾斜不敏感，

密封效果好，泵的泄漏量小，其泄漏量約占填料密封的1%。節(jié)約了水資源。

5.2 避免了失效填料對環(huán)境的污染。

5.3 使用機械密封后，軸套無磨損，無需更換軸套；其良好的密封性，降低了軸承箱漏水導致的泵機組軸承損壞故障。

5.4 機械密封的壽命可達1-2年。其端面磨損后可自動補償，延長了維修周期。滿足了高爐風口小套強化冷卻的工藝要求，有效延長了風口小套壽命。

5.5 使用機械密封，摩擦功率小，提高了電機的有效功率，降低了電能消耗。

5.6 泵機組的高效穩(wěn)定運行，有效降低了維修勞動強度和備件庫存量。