集裝式機(jī)械密封在多級(jí)高壓離心泵輸油泵應(yīng)用

王宇航

摘 要：輸油泵是電廠以及石油化工企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著各種油類的輸送重任，油泵運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)企業(yè)的安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行極其重要，特別是在當(dāng)今的社會(huì)環(huán)境中企業(yè)的安全、環(huán)保、節(jié)能是企業(yè)生存的三條生命線，缺一不可。電廠的輸油泵是對(duì)鍋爐機(jī)組的點(diǎn)火以及機(jī)組穩(wěn)燃、機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)起著重要的作用。

關(guān)鍵詞：集裝機(jī)封；高壓多級(jí)供油泵上使用；消除漏油；取消機(jī)封冷卻水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.051

1 設(shè)備概況

鄭州榮奇熱電能源有限公司1*210mw燃煤供熱機(jī)組，2003年2月開始建設(shè)，2004年6月并網(wǎng)發(fā)電， 公司供油系統(tǒng)主要有3個(gè)容積1000立方儲(chǔ)油罐，3臺(tái)供油泵、2臺(tái)卸油泵、污油處理系統(tǒng)及附屬設(shè)備和相關(guān)的管道組成。供油泵的運(yùn)行和維護(hù)是燃料供應(yīng)員工的重要工作。工作人員除了要有過(guò)硬的鉗工技術(shù)以外還必須熟悉其系統(tǒng)組成，懂得相關(guān)的防火、防爆和安全知識(shí)以及燃油系統(tǒng)環(huán)保和安全應(yīng)急知識(shí)。

2 輸油泵簡(jiǎn)介

輸油泵型號(hào)： BY12-50X ，類型：離心泵， 轉(zhuǎn)速：2950 r/min，生產(chǎn)廠家四川自貢高精設(shè)備制造生產(chǎn)，配套電機(jī)功率：30kW，額定電流：56.9A。該泵為多級(jí)高壓離心泵，油泵正常工作壓力為3.0MPa，最高壓力4.0MPa。泵的兩端采用普通型機(jī)械密封，機(jī)封型號(hào)YD—301—50，密封面主要靠柴油潤(rùn)滑，機(jī)封冷卻冷卻水開式循環(huán)，冷卻水水壓力0.1Kg，流量5升/分。

機(jī)械密封的定義：是指有至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置，該產(chǎn)品的引入代替了傳統(tǒng)牛油纖維盤根的使用，該產(chǎn)品主要密封嚴(yán)密，實(shí)現(xiàn)零滲漏，降低能耗，缺點(diǎn)對(duì)工人素質(zhì)要求高標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備加工標(biāo)準(zhǔn)要求高精密。

3 存在問(wèn)題

（1）該泵自投入運(yùn)行以來(lái)主要問(wèn)題為機(jī)封頻繁漏油，每周至少更換1套標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械密封和配套軸承2套，主要是油泵變工況下運(yùn)行造成，即油壓波動(dòng)或啟、停油泵過(guò)程。（2）正常運(yùn)行和備用泵均消耗冷卻水，冷卻水需要污油處理設(shè)備凈化增加管理費(fèi)用，每小時(shí)單臺(tái)耗水量300升，3臺(tái)900升。（3）運(yùn)行油泵冷卻水中帶有一定含量的柴油。正常情況下柴油泄漏量每分鐘約0.05升，影響環(huán)境，影響安全、影響經(jīng)濟(jì)性。（4）燃油泵運(yùn)行過(guò)程中，油中機(jī)械雜質(zhì)對(duì)機(jī)械密封結(jié)合面的磨損。

4 要因分析

4.1 機(jī)械密封失效主要有下述三種原因：

（1）密封面打開。密封接觸面開裂、劃痕，密封壓力不足，造成密封不嚴(yán)。（2）過(guò)熱。過(guò)熱除能改變介質(zhì)的狀況外，還會(huì)加劇它的腐蝕速率。引起金屬零件的變形，合金面的開裂，以及某些鍍層裂縫，設(shè)計(jì)應(yīng)選用平衡型機(jī)械密封，以降低比壓防止過(guò)熱。（3）超差。正確的裝配公差，對(duì)于安裝機(jī)械密封是很必要的，軸和軸套必須有合適的表面粗糙度和正確的尺寸，但制造者很少提供公差數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)封安裝來(lái)講都是很關(guān)鍵的。

4.2 機(jī)封失效原因分析

密封面內(nèi)圓柱面上的傷痕主要是柴油中的機(jī)械雜物進(jìn)入密封面或安裝不當(dāng)造成的。密封面上的環(huán)形溝槽，主要是固體碳粒沉積于密封面附近而引起的。

在燃油壓力增大時(shí)、彈簧壓縮過(guò)大，軸串動(dòng)也會(huì)過(guò)大的情況下，都會(huì)引起密封面的過(guò)渡磨損，在檢查硬環(huán)表面時(shí)有熱裂、滑痕、鍍層的脫落等現(xiàn)象。

由于鍍層材料與基體材料二者線脹速率不同，所以溫度升高時(shí)，環(huán)表面會(huì)出現(xiàn)裂紋，司太立特合金尤為嚴(yán)重。

4.3 經(jīng)過(guò)對(duì)比，燃油泵機(jī)械密封頻繁損壞的主要原因

（1）磨痕變窄：磨痕比兩個(gè)密封面的最小寬度還要窄，這說(shuō)明燃油泵變工況運(yùn)行，密封超壓，壓力頻繁變化使密封面變形，造成油泵軸傳動(dòng)，機(jī)封動(dòng)靜環(huán)間隙變化造成漏油。（2）檢修人員的裝配工藝有待提高，泵軸軸向傳動(dòng)超標(biāo)。（3）普通型常規(guī)彈簧彈力較小，不能滿足便工況需要。（4）柴油滲透性極強(qiáng)，密封結(jié)合面面積選擇不合理。（5）油泵高溫運(yùn)行長(zhǎng)期運(yùn)行，機(jī)封選型不合理。（6）軸承質(zhì)量差泵振動(dòng)超標(biāo)。（7）電機(jī)振動(dòng)超標(biāo)。

5 措施實(shí)施

（1）選擇碳化硅機(jī)封：YBJJ-50，靜環(huán)采用碳化硅，動(dòng)環(huán)采用鎳合金，制造和設(shè)計(jì)單位單位興龍機(jī)電。（2）選擇集裝式機(jī)封。（3）增大機(jī)封密封面面積。（4）合理選擇彈簧材質(zhì)，使用耐蝕性較高的哈斯特合金鋼的彈簧。（5）裝配工藝。1）軸彎曲度：最大不大于0.05毫米；2）轉(zhuǎn)子振擺：動(dòng)環(huán)密封圈處的軸套附近不大于0.06毫米；3）軸的軸向竄動(dòng)量不允許超過(guò)±0.5毫米，如果帶軸套，不允許軸套有松動(dòng)；4）聯(lián)軸器的找正誤差：彈性聯(lián)軸器不大于0.05～0.06毫米；（習(xí)慣做法端跳<0.05，徑跳<0.10）；5）壓蓋（靜環(huán)座）與密封配合止口對(duì)軸中心線的同心度允差0.05毫米，與墊片接觸的平面對(duì)中心線的垂直度值允差0.03～0.05毫米，如果達(dá)不到要求，密封腔要進(jìn)行加工；6）安裝動(dòng)環(huán)密封圈的軸套端部，以及安裝靜環(huán)密封圈的壓蓋（或殼體）的端部應(yīng)倒角，并修光滑。

6 改造效果

（1）取消油泵機(jī)封冷卻水，污油處理設(shè)備僅作備用。（2）徹底消除機(jī)封頻繁漏油問(wèn)題，4年更換兩套。（3）輸油泵運(yùn)行安全，可靠，環(huán)保。（4）現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔，改造前后照片對(duì)比。（5）改造后每年大約節(jié)約資金10萬(wàn)元，機(jī)封1800*30=54000元。其他輔助材料6000元左右。（6）每年節(jié)約柴油約3000升，每年節(jié)約18000元。（7）每年節(jié)約冷卻水量720噸。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析和改造，保證輸油泵安全運(yùn)行，備用泵可靠備用，消除了柴油泄漏，消除了重大火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)了機(jī)封無(wú)冷卻水運(yùn)行，該機(jī)封的使用拆裝簡(jiǎn)單，同時(shí)是減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了泵房的工作環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧永泉.機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[2]江耕華.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].煤炭工業(yè)出版社，2001：2060-2071.