柱塞泵填料密封的改進

晉文濤

（河南神馬尼龍化工有限責任公司)

柱塞泵填料密封的改進

晉文濤*

（河南神馬尼龍化工有限責任公司)

對柱塞泵填料部位發(fā)生頻繁泄漏的現(xiàn)象進行了分析，并從填料密封結(jié)構(gòu)及密封系統(tǒng)整體考慮進行了相應(yīng)的改進，以延長柱塞泵填料的使用壽命。

柱塞泵 填料 密封 泄漏 改進

0 設(shè)備概況

某公司有臥式柱塞泵2臺，為國外某公司的進口設(shè)備。該柱塞泵主要用于反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)物料輸送，主要介質(zhì)為己二腈溶液、NaOH溶液和含有一定顆粒的催化劑溶液 （其中催化劑顆粒為20～30 μm的微顆粒）。該泵原密封采用填料密封，并帶有輔助隔膜液壓泵進行連續(xù)沖洗。填料密封系統(tǒng)的主要部件有沖洗環(huán)、填料、填料壓環(huán)、柱塞及螺紋壓蓋等，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該泵是生產(chǎn)裝置的重要設(shè)備，輸送的介質(zhì)較為復(fù)雜，介質(zhì)含有顆粒且具有劇毒和強腐蝕性。該泵填料的泄漏可直接導(dǎo)致生產(chǎn)裝置停車、環(huán)境嚴重污染、環(huán)保不達標，甚至對職工的身體健康和裝置的安全穩(wěn)定運行造成危害。此外，填料泄漏頻繁，導(dǎo)致檢修頻率增高，增加了檢修人員的勞動強度和備件的消耗。介質(zhì)中的己二腈為進口原料，價格昂貴，填料的泄漏同時也增加了生產(chǎn)成本和檢修成本。所以，對柱塞泵填料密封的改進是確保裝置安全穩(wěn)定運行必須突破的技術(shù)瓶頸。

圖1 柱塞泵原填料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1 泄漏原因分析

該柱塞泵輸送的介質(zhì)成分復(fù)雜，且含有顆粒，原密封采用填料密封。由于填料密封本身的特點，當遇到含有顆粒的介質(zhì)時，顆粒易集聚在填料的縫隙中。柱塞泵運行時，雖然有輔助泵采用乙醇對填料處進行沖洗，但沖洗效果不太理想，密封點還是逐漸地出現(xiàn)了泄漏，并進而使柱塞泵填料處出現(xiàn)全面泄漏。

2 改進措施

由于填料密封對顆粒介質(zhì)較為敏感，所以我們采取先清洗后密封的改進方案，即在整個密封結(jié)構(gòu)和密封過程中先采取措施將柱塞周圍集聚的顆粒介質(zhì)清理掉，然后再采用適當?shù)奶盍线M行密封。

2.1 填料密封的改進

根據(jù)填料密封的改進方案，我們采用自緊式V型填料，并對集聚在柱塞周圍的顆粒進行清理。這種V型填料具有一定的自緊力和自潤滑能力，具有帶錐度的密封唇，材質(zhì)為浸膠簾子線。一方面自緊力保證了V型填料在使用過程中磨損的補償；另一方面該填料為整體結(jié)構(gòu)，減少了人工安裝的技術(shù)要求，對柱塞運動有一定的導(dǎo)向性能，減少了安裝誤差。隨著柱塞的運動V型填料可將柱塞周圍的顆粒介質(zhì)推到密封區(qū)域的外端，從而保證柱塞密封區(qū)域的清潔。改進后的V型填料結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改進的V型填料

在填料的試驗過程中，為了減輕柱塞自重對V型填料的影響，我們在總體密封方案中采用了兩種不同類型的填料，一種是較軟的填料，主要用于密封，另一種是較硬的填料，主要用于支撐柱塞和輔助密封。改進后的密封結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.2 工況優(yōu)化

為了減輕顆粒介質(zhì)對密封的影響，對沖洗系統(tǒng)也進行了改進。

圖3 改進后的密封結(jié)構(gòu)

（1）減輕沖洗泵輸送介質(zhì)脈動的影響。根據(jù)主泵的工作原理，在其出口增加了緩沖罐，以平衡出口壓力，使液體穩(wěn)定輸出。在沖洗泵出口壓力表連接處增加調(diào)節(jié)手閥，以保證壓力表的完好和指示值的準確。

（2）減輕單向閥內(nèi)漏。單向閥內(nèi)漏嚴重影響了沖洗效果。原單向閥為板式閥芯，常常因顆粒的集聚而影響單向閥的密封效果。將單向閥改為球式閥，單向閥附件也做了相應(yīng)改進。單向閥閥芯形式作了改進后，密封形式也發(fā)生了改變，閥球的動作更靈敏，并消除了單向閥內(nèi)漏對沖洗系統(tǒng)的影響，同時還降低了泵運行時的噪音和振動，大大提高了沖洗泵的沖洗效果。

3 改進效果

通過對柱塞泵填料密封結(jié)構(gòu)和沖洗泵沖洗系統(tǒng)的改進，有效地消除了因柱塞泵填料泄漏而造成的安全、環(huán)保隱患，填料的使用壽命也由原來的10天延長至平均45～60天，較大程度地節(jié)約了檢修成本。同時對泄漏物料還進行了回收、分離和再利用，保證了裝置安全、穩(wěn)定、高效、清潔文明生產(chǎn)，產(chǎn)生了較大的社會效益和經(jīng)濟效益。

瑞士蘇爾壽公司收購荷蘭先進分離公司

蘇爾壽繼續(xù)鞏固其在石油和天然氣市場的地位。2014年9月15日，瑞士蘇爾壽公司同意收購荷蘭先進分離公司 （ASCOM）和荷蘭Pro-LabNL公司。這些并購擴大了蘇爾壽化工技術(shù)（Sulzer Chemtech）事業(yè)部的氣-液、液-液分離技術(shù)和作為市場主要參與者的地位。ASCOM公司的業(yè)務(wù)包括氣-液分離、液-液分離、水處理、固體處理和廢氣處理。ASCOM為傳統(tǒng)的導(dǎo)管型和緊湊型直列分離設(shè)備提供了先進的解決方案，可使老化油田的過程系統(tǒng)擺脫瓶頸制約。其技術(shù)可顯著降低海上、浮置式和陸上加工設(shè)施的CAPEX和OPEX。這種先進的技術(shù)也可應(yīng)用于海底處理過程。（錢伯章）

Improvement of Stuffing Seal in Plunger Pump

Jin Wentao

Analyzes the causes of frequent leakages of stuffing in plunger pump.In order to prolong the service life of the stuffing,improves the structure of stuffing seal and the whole sealing system.

Plunger pump;Stuffing;Seal;Leakage;Improvement

TH 32

2014-03-12）

*晉文濤，男，1986年生，助理工程師。平頂山市，467000。