渣漿泵的機(jī)械密封改造與實(shí)踐

【摘要】通過對(duì)渣漿泵填料密封與機(jī)械式密封效果的比較，分析了渣漿泵機(jī)械密封改造的可行性，介紹了東龐選煤廠改造實(shí)施效果。

【關(guān)鍵詞】填料密封；機(jī)械密封；渣漿泵

1.渣漿泵填料密封裝置存在的弊端

傳統(tǒng)的渣漿泵軸封以盤根密封為主。盤根表面粗糙，摩擦系數(shù)大，有滲漏現(xiàn)象，另外使用久了浸入的潤滑劑容易流失。浸油石棉盤根在水中長期浸泡會(huì)變得很硬，而且由于膨脹系數(shù)大，摩擦力較大。在生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)這樣的狀況：新修好的設(shè)備，開始運(yùn)行時(shí)軸封狀況良好，但用不了多久，泄漏量便不斷增加，調(diào)整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁，運(yùn)轉(zhuǎn)不到一個(gè)周期，軸套就已磨損成花瓶狀，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)軸套磨斷，并且水封環(huán)后面更換不到的盤根均已腐爛，無法起到密封作用。

盤根密封的缺點(diǎn)：①盤根填料與軸直接接觸，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，造成軸與軸套的磨損，所以必須定期或不定期更換軸套；②為了使盤根與軸或軸套間產(chǎn)生的摩擦熱及時(shí)散掉，盤根密封必須保持一定量的泄漏，而且不易控制；③盤根與軸或軸套間的摩擦，造成電機(jī)有效功率降低，消耗電能，有時(shí)比例占到5%～10%；④盤根密封軸封結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)和停車時(shí)物料大量泄漏。

2.機(jī)械密封的原理和優(yōu)、缺點(diǎn)

機(jī)械密封是一種依靠彈性元件對(duì)靜、動(dòng)環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而達(dá)到密封的軸向端面密封裝置，故又稱端面密封。

例如集裝式機(jī)械密封（見圖1）是把動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、輔助密封圈、軸套、壓蓋靜密封墊圈等主要零件組合成一起的一個(gè)集合體。

機(jī)械密封與填料密封比較，有如下優(yōu)點(diǎn)：①密封可靠，在長周期的運(yùn)行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)計(jì)，其泄漏量一般僅為填料密封的1/100；②使用壽命長在油、水類介質(zhì)中一般可達(dá)1～2年或更長時(shí)間，在選煤介質(zhì)中合理使用，通常也能達(dá)一年以上；③摩擦功率消耗小，機(jī)械密封的摩擦功率僅為填料密封的10%～50%；④軸或軸套基本上不受磨損；⑤維修周期長，端面磨損后可自動(dòng)補(bǔ)償，一般情況下，毋需經(jīng)常性的維修；⑥抗振性好，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)、偏擺以及軸對(duì)密封腔的偏斜不敏感；⑦適用范圍廣，機(jī)械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉(zhuǎn)速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。

但其缺點(diǎn)有：①結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)制造加工要求高；②安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；③發(fā)生偶然性事故時(shí)，處理較困難；④一次性投資較高。

根據(jù)兩種密封的對(duì)比，東龐選煤廠渣漿泵機(jī)械式密封采用副葉輪+機(jī)械密封組合式的軸封結(jié)構(gòu)，密封質(zhì)量得到了根本性改善。泵運(yùn)行時(shí)有副葉輪和機(jī)械密封共同作用，確保無泄漏；泵停車時(shí)有機(jī)械密封作用，保證無泄漏。因此，無論泵運(yùn)行還是停車均不漏料，且軸套無磨損，不用換盤根。泵運(yùn)行時(shí)不用高壓軸封水，現(xiàn)場(chǎng)工況環(huán)境得到了較大改善，減輕了維修工人的負(fù)擔(dān)，從根本上解決了困擾生產(chǎn)的難題。

3.渣漿泵機(jī)械式密封的改造

機(jī)械密封結(jié)構(gòu)型式的選擇必須對(duì)原有渣漿泵的工作參數(shù)（介質(zhì)壓力、溫度、軸徑和轉(zhuǎn)速）、介質(zhì)特性（濃度、黏度、腐蝕性、有無固體顆粒及纖維雜質(zhì)）、主機(jī)工作特點(diǎn)與環(huán)境條件、主機(jī)對(duì)密封結(jié)構(gòu)尺寸的限制及生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。東龐選煤廠使用的渣漿泵技術(shù)參數(shù)：流量280m/h，溫度30℃，揚(yáng)程80m，轉(zhuǎn)速1480r/min，介質(zhì)濃度500g/L，腐蝕性一般，介質(zhì)粒度≤0.5mm，工作環(huán)境潮濕。依據(jù)以上技術(shù)參數(shù)，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用MN206—90型雙端面密封組件，技改后渣漿泵的機(jī)械密封裝置為雙端面密封組件+副葉輪組合式軸封結(jié)構(gòu)。改造所選用的副葉輪+機(jī)械密封組合式的軸封結(jié)構(gòu)，使用冷卻水箱密封，不用高壓軸封水，從根本上解決原泵軸封泄漏嚴(yán)重的問題。安裝相對(duì)較簡單，不需要對(duì)泵體進(jìn)行任何的改造，機(jī)械密封改造的工作量較小。因此，渣漿泵機(jī)械密封裝置改造在技術(shù)上是可行的。改用機(jī)械密封的渣漿泵如圖2

圖2改用機(jī)械密封后的渣漿泵簡圖

水泵原采用的填料價(jià)格約為30元/kg，東龐選煤廠平均每臺(tái)水泵每月需要更換8次盤根，每次更換需用填料1.5kg左右，1臺(tái)水泵1年需用材料費(fèi)為4320元；每臺(tái)泵更換填料的人工費(fèi)120元/次。那么，1臺(tái)水泵每年則需要總維護(hù)費(fèi)用15840元。而采用的機(jī)械密封每套約10000元。所采用的機(jī)械密封正常運(yùn)行時(shí)基本無損耗，壽命至少在一個(gè)1年以上，所以從經(jīng)濟(jì)角度看，改造也是合理的。

4.改造實(shí)施效果

自2012年3月，東龐選煤廠先后對(duì)4臺(tái)加壓過濾機(jī)入料泵和深錐底流泵實(shí)施了改造。改造后渣漿泵采用副葉輪+機(jī)械密封組合式的軸封結(jié)構(gòu)，密封效果得到根本性改善。設(shè)備的整體可靠性大大提高，整個(gè)輸送系統(tǒng)的安全性能也大大提高，從一定程度上保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。原來幾乎每天都要對(duì)盤根泄漏進(jìn)行維修，同時(shí)由于泄漏而使得煤泥大量浪費(fèi)。技改后幾乎不用維護(hù)，大大降低了維修工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了大量人力和資源。

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作者簡介

王偉，冀中能源集團(tuán)東龐礦洗煤廠，助理工程師，河北內(nèi)丘縣人，專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。