高速泵機(jī)械密封改造與安裝

余傳森 張 維 楊 陽(yáng) 雷 勇

（中石油玉門油田分公司煉油化工總廠機(jī)修車間 甘肅酒泉）

一、問(wèn)題及原因分析

玉門油田煉油化工總廠高速泵的機(jī)械密封經(jīng)常發(fā)生泄漏失效，經(jīng)分析是由于用來(lái)冷卻高速泵機(jī)械密封的循環(huán)水不夠潔凈，長(zhǎng)期通入循環(huán)水會(huì)使機(jī)械密封的靜環(huán)和動(dòng)環(huán)貼合摩擦面之間沉積泥沙等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)加劇了機(jī)械密封靜環(huán)和動(dòng)環(huán)貼合摩擦面之間的磨損；沉積的泥沙滲入機(jī)械密封靜環(huán)座，封堵了靜環(huán)和彈簧之間的空隙，致使彈簧彈性降低或喪失，造成靜環(huán)沿圓周方向的壓縮量不均勻，導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏失效。另外，密封增速箱機(jī)油迷宮式密封無(wú)法封堵外側(cè)具有一定壓力的循環(huán)水，循環(huán)水竄進(jìn)增速箱造成機(jī)油變質(zhì)，加劇了增速箱內(nèi)齒輪等零部件的磨損。

二、改造

1.改造方案

以聚丙烯車間GSB-Q-15/250型臥式高速泵的改造內(nèi)容為例，做高速泵機(jī)械密封改造方案說(shuō)明。如圖1所示，GSB-Q-15/250型臥式高速泵有3套密封，改造前密封增速箱機(jī)油的是一套迷宮式密封A；中間密封B和最靠近葉輪端的密封C均為小彈簧式機(jī)械密封。改造前機(jī)械密封B和C之間的空腔通循環(huán)水，用來(lái)對(duì)這兩套機(jī)械密封的摩擦面進(jìn)行冷卻降溫。

圖1 GSB-Q-15/250高速泵改造后泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

改造內(nèi)容：①在機(jī)泵一側(cè)加裝一套白油罐，將原來(lái)機(jī)械密封B與 C之間的空腔由通循環(huán)水改為通白油進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑；②在機(jī)械密封B與C之間空腔的軸套上加裝泵效環(huán)以促進(jìn)白油罐內(nèi)白油的循環(huán)流動(dòng)；③將密封增速箱機(jī)油的一套迷宮式密封改為小彈簧式機(jī)械密封。

2.機(jī)械密封安裝

（1）機(jī)械密封A的安裝（圖2）

圖2 機(jī)械密封A安裝示意圖

機(jī)械密封A的動(dòng)環(huán)緊貼其右側(cè)的調(diào)量墊并壓緊軸承內(nèi)圈，此時(shí)該密封腔端面距動(dòng)環(huán)左端面n1的距離即靜環(huán)底座法蘭面m1距動(dòng)環(huán)左端面n1的距離，設(shè)為d1；該機(jī)械密封靜環(huán)在自然狀態(tài)下靜環(huán)底座法蘭面m1距密封貼合摩擦面n1＇的距離，設(shè)為D1，那么（D1-d1）即為該機(jī)械密封的實(shí)際壓縮量。機(jī)械密封的壓縮量必須根據(jù)要求控制在一定的范圍之內(nèi)才可以使其達(dá)到最佳的使用效果。如果機(jī)械密封A壓縮量偏大時(shí)，可以適當(dāng)減少動(dòng)環(huán)右側(cè)調(diào)量墊的厚度或者在靜環(huán)底座法蘭面和密封腔端面之間增加適當(dāng)厚度的密封墊片加以調(diào)整；若壓縮量偏小時(shí)，可以適當(dāng)增加動(dòng)環(huán)右側(cè)調(diào)量墊的厚度或者適當(dāng)減少靜環(huán)底座法蘭面的厚度。

（2）機(jī)械密封B的安裝（圖3）

圖3 機(jī)械密封B安裝示意圖

機(jī)械密封B的動(dòng)環(huán)右側(cè)已安裝了2個(gè)O形圈O1和O2。為了更為精確的測(cè)算出這兩個(gè)O形圈壓縮后對(duì)機(jī)械密封B壓縮量的影響，需要測(cè)算出其被壓縮前后的變化量。一般的測(cè)算方法是：不安裝機(jī)械密封B的靜環(huán)及動(dòng)環(huán)左側(cè)部分，將機(jī)械密封B動(dòng)環(huán)右側(cè)部分全部安裝到位，然后用力將機(jī)械密封B動(dòng)環(huán)向右壓緊后松開，以機(jī)械密封B動(dòng)環(huán)左側(cè)面n2以左垂直于泵軸中心線的某一平面為基準(zhǔn)面（一般選軸頭端面X為基準(zhǔn)面），用深淺尺測(cè)出該基準(zhǔn)面到機(jī)械密封B動(dòng)環(huán)左側(cè)面n2的距離，設(shè)為L(zhǎng)1；再用適當(dāng)長(zhǎng)度的輔助軸套將機(jī)械密封B的動(dòng)環(huán)壓緊，然后帶上葉輪并將誘導(dǎo)輪背帽打緊，用同樣的測(cè)量方法測(cè)出這一基準(zhǔn)面到機(jī)械密封 B 動(dòng)環(huán)左側(cè)面 n2的距離，設(shè)為為 L1＇，(L1＇-L1)即為機(jī)械密封B動(dòng)環(huán)右側(cè)已安裝了的兩個(gè)O形圈O1和O2壓縮后的變化量ΔL1，此值是在考慮到機(jī)械密封B動(dòng)環(huán)右側(cè)兩個(gè)O形圈壓縮后造成其壓縮量的增加量。最后將機(jī)械密封B的靜環(huán)安裝到位，取下機(jī)械密封B的動(dòng)環(huán)，用安裝機(jī)械密封A過(guò)程中的方法對(duì)機(jī)械密封B的壓縮量進(jìn)行測(cè)量：以機(jī)械密封B動(dòng)環(huán)左側(cè)面n2以左垂直于泵軸中心線的某一平面為基準(zhǔn)面，用深淺尺測(cè)出該基準(zhǔn)面到O形圈O2的距離，設(shè)為D2，再測(cè)出該基準(zhǔn)面到機(jī)械密封 B靜環(huán)貼合摩擦面 n2＇的距離，設(shè)為為 d2，那么（D2-d2）+ΔL1即為機(jī)械密封B的實(shí)際壓縮量。若該值偏大時(shí)，可以適當(dāng)增加靜環(huán)壓蓋端面和泵體結(jié)合面之間墊片的厚度或者適當(dāng)增加此段軸套的長(zhǎng)度；如果該值偏小時(shí)，可以適當(dāng)?shù)臏p小靜環(huán)壓蓋端面和泵體結(jié)合面之間墊片的厚度或者適當(dāng)車削此段軸套的長(zhǎng)度。

（3）機(jī)械密封C的安裝（圖4）

圖4 機(jī)械密封C安裝示意圖

機(jī)械密封C動(dòng)環(huán)右側(cè)有4個(gè)O形圈，即O1、O2、O3和O4。按照測(cè)算機(jī)械密封B動(dòng)環(huán)右側(cè)已安裝O形圈壓縮量變化量的方法可以測(cè)算出機(jī)械密封C動(dòng)環(huán)右側(cè)所有O形圈的壓縮變化量ΔL2（此時(shí)不安裝機(jī)械密封B的靜環(huán)和機(jī)械密封C的靜環(huán)），（ΔL2-ΔL1） 即為O形圈O3和O4的壓縮變化量，即壓縮后的O3和O4造成機(jī)械密封C壓縮量的增加量。將機(jī)械密封B和機(jī)械密封C的靜環(huán)安裝到位，用測(cè)量機(jī)械密封B的方法可以測(cè)量出某一基準(zhǔn)面到O4的距離D3與該基準(zhǔn)面到機(jī)械密封C靜環(huán)貼合摩擦面 n3的距離，設(shè)為 d3，{（D3-d3)+（ΔL2-ΔL1）+（D2-d2）+ΔL1}即{（D3-d3）+（D2-d2）+ΔL2}即為機(jī)械密封 C 的實(shí)際壓縮量。若壓縮量偏大時(shí)，可以適當(dāng)增加靜環(huán)座法蘭面和機(jī)泵殼體結(jié)合面間墊片厚度或者適當(dāng)增加此段軸套的長(zhǎng)度；如果壓縮量偏小時(shí)，可以適當(dāng)減小靜環(huán)座法蘭面和機(jī)泵殼體結(jié)合面間墊片厚度或者適當(dāng)減小此段軸套的長(zhǎng)度。

實(shí)際安裝機(jī)械密封B和C的過(guò)程中，測(cè)量O1和O2的壓縮變化量與測(cè)量O3和O4的壓縮變化量可以一步完成。

3.其他

立式高速泵和臥式高速泵在機(jī)械密封壓縮量的測(cè)量方法基本一致。但對(duì)于立式高速泵還必須考慮到豎直的泵軸在重力作用下對(duì)機(jī)械密封實(shí)際壓縮量的影響；這個(gè)數(shù)值的大小必須通過(guò)實(shí)際測(cè)算來(lái)確定。

三、改造效果

改造后，密封A用小彈簧式機(jī)械密封取代了原來(lái)的迷宮式密封，避免了因機(jī)械密封B泄漏失效，具有一定壓力的循環(huán)水必然會(huì)流進(jìn)密封A的問(wèn)題，使用白油替代循環(huán)水，同樣起到了杜絕白油泄漏后流進(jìn)增速箱污染機(jī)油的作用，提高了增速箱內(nèi)齒輪等零部件的使用壽命，用潔凈的白油取代冷卻水，不但對(duì)機(jī)械密封動(dòng)環(huán)和靜環(huán)有著顯著的冷卻和潤(rùn)滑效果，還可以通過(guò)觀察白油罐液位判斷介質(zhì)側(cè)機(jī)械密封C是否泄漏，即使出現(xiàn)泄漏，泄漏介質(zhì)儲(chǔ)存在白油罐內(nèi)對(duì)人和環(huán)境也不會(huì)造成危害，提高了高速泵運(yùn)行的安全可靠性。