淺析離心泵機械密封節(jié)能改造措施

苗傳衛(wèi) 傅波

摘 要：離心泵是一種常見的機械技術，機械密封是離心泵中重要的易損部件，是決定離心泵能否長周期運行的關鍵因素，本文在實際運行的工況下，不斷的對該泵的機械密封系統(tǒng)進行摸索研究，最終優(yōu)選了一套性能好、使用壽命長、運轉可靠的機械密封，該密封的使用不僅實現(xiàn)了裝置的長周期生產，還大大節(jié)約了設備的維修成本，對于減少環(huán)境污染、節(jié)約能源也具有重大意義。

關鍵詞：離心泵;機械密封;節(jié)能改造;措施

引言

在化工企業(yè)的生產操作實踐過程中，離心泵對于實現(xiàn)化工企業(yè)的生產運行目標具有顯著意義。但是離心泵在經(jīng)過長期的使用磨損以后，泵體內部的機械組成結構將會損壞或者老化，減損了離心泵的機械運行效能?；て髽I(yè)的機械檢修負責人員應當充分關注離心泵的檢修維護工作，針對出現(xiàn)故障的離心泵展開全面的排查診斷工作，盡快修復離心泵的機械系統(tǒng)故障。

1對機械密封結構進行節(jié)能改造的意義

離心泵是工業(yè)生產過程中較常用的一種動力機械裝置，被廣泛應用于化工、原材料加工等領域中，盡管這種設備在應用過程中具備可靠性高、使用壽命長等優(yōu)點，但由于這一設備的主要工作環(huán)境較為復雜，很多離心泵常年工作在酸性或者堿性溶液中，使離心泵能夠保持在穩(wěn)定的工作狀態(tài)中成為一項極為重要的工作。在這種情況下，機械密封結構應能夠將離心泵與外界環(huán)境進行隔離的結構，具有減輕離心泵摩擦損耗、降低泄漏問題出現(xiàn)等優(yōu)點，已經(jīng)成為當前保證離心泵正常工作的基礎。但需要注意的是，在離心泵機械密封結構日常應用的過程中，由于其中許多元件屬于常規(guī)易損零件，一旦這些零件在使用過程中失效，很大程度上會影響離心泵機械密封結構的使用效果，現(xiàn)階段，為避免機械密封結構失效問題的出現(xiàn)，對機械密封結構的失效原因進行了解，并對進行節(jié)能改造，已經(jīng)成為當前提升離心泵的工作效率的關鍵。

2離心泵的日常使用維護要點

2.1離心泵的日常使用操作要點

離心泵機械系統(tǒng)中的底部閥門、吸入液體的泵體管路、機械壓水管都屬于關鍵性的泵體組成部分，離心泵在長期使用之后，泵體機械壓力的強度將會逐漸受到削弱。某些機械操作人員對于離心泵沒有進行正確的操作和使用，導致離心泵的軸承連接部位、泵體閥門以及泵體外殼損壞，影響到離心泵使用效能的發(fā)揮。因此，在日常使用與操作離心泵的全過程中，機械操作人員必須要準確把握離心泵的操作流程要點。離心泵的操作使用人員應當合理控制機械操作力度，防止由于過大的機械操作強度造成離心泵的機械本體結構破損，增加離心泵的機械系統(tǒng)保護工作的力度。

2.2離心泵的維護工作要點

離心泵的機械系統(tǒng)包含了較多的機械連接軸承，泵體軸承應當?shù)玫蕉ㄆ诘臐櫥S護，否則就會造成泵體軸承的加速磨損與腐蝕。離心泵的運行使用空間環(huán)境本身具備較強的液體腐蝕性，因為離心泵輸送的石油化工液體帶有較強的酸性。在此種情況下，機械維護保養(yǎng)人員必須要全面重視針對離心泵的軸承連接部位、泵體底板以及泵體外殼進行潤滑處理，保證離心泵的機械部件運轉靈活性。除此以外，離心泵的運行養(yǎng)護工作人員還要重視更換存在銹蝕情況的泵體機械部件。對于失去正常運行使用功能的泵體機械部件及時更換，防止離心泵發(fā)生機械故障。

3對機械密封結構進行節(jié)能改造的方法

3.1將單端面機械密封改為雙端面機械密封

在離心泵機械密封工作過程中，由于沖洗液是含有一定量固體顆粒物，隨著工藝生產時間的延長，顆粒物的含量會越來越高，因此在投入生產一段時間內，機械密封沖洗過濾器的清洗頻次會越來越高，最終無法保障密封沖洗管線的暢通，且沖洗孔為直徑3mm的小孔，在后期極易發(fā)生堵塞，堵塞發(fā)生后只能停用運行泵，并進行工藝隔離排凈物料后使用高壓泵進行疏通，疏通完成后延長使用時間無法保證，只有通過拆泵卸解體機械密封進行徹底清潔后才能保證較為可靠的延長使用時間。頻繁的切泵及物料排放清洗作業(yè)大大加重了操作人員的工作負擔，拆解清理工作浪費了大量的維修工時，雖然排放的物料可以通過再次進料回收，但無疑加大了單位產品的能耗。即使不發(fā)生堵塞，波紋管內外操均會沉積大量的焦炭物質導致完全沒有彈性，喪失補償能力，關鍵問題是密封無法得到潔凈的沖洗液，導致密封失效，針對對此離心泵使用使用雙斷面的機械密封輔以PLAN53A的沖洗方案，使用300#液態(tài)石蠟作為隔離液，使用0.35MPa低壓氮氣作為虹吸罐的壓力源，虹吸罐內部有循環(huán)冷卻水盤管，保證了密封端面摩擦產生的熱量及傳導熱量能及時帶走。

3.2機械密封優(yōu)化后的實務應用測試結果

通過上述結構改造優(yōu)化工作后，將優(yōu)化后的機械密封實務應用于離心泵工作中，盡管機械密封的使用壽命得到了延長，并且密封裝置并未出現(xiàn)明顯的故障，尤其是波紋管補償單元，內部使用潔凈的液態(tài)石蠟，不再沉積結焦物，外部在泵旋轉離心力的作用下實現(xiàn)自清潔功能，效果大大好于預期，長時間使用后簡單對波紋管外表清洗后也能繼續(xù)使用很長時間。但在使用過程中，這種優(yōu)化后的機械密封裝置仍存在一定的缺點。具體來說，在安裝過程中，這種機械密封必須嚴格控制雙面密封的壓縮量的精確性，但由于在測量過程中會對測量精確性造成影響的因素比較多，因此，在實際應用過程中，這一裝置對安裝人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高。同時，在實際應用過程中，盡管該機械密封頂套和葉輪之間使用聚四氟乙烯密封環(huán)具備較強的抗腐蝕能力，但在實際應用過程中，這一部件的損壞可能性仍比較大。面對上述問題，相關工作人員可以將每臺泵的軸向的安裝尺寸進行測量，并在密封安裝包裝中包含所需要厚度的調整墊片并做好標識工作，降低安裝難度。頂套與葉輪間的密封圈在后續(xù)亦可以升級為全氟醚材質密封圈，在降低其損壞的可能性的同時，提升機械密封效果。

3.3更換機械密封材料

原機械密封采用的橡膠材料為HNBR氫化丁晴橡膠，該橡膠材料理論上使用溫度最低可以達到-40℃，長期使用溫度一般在-30℃以上。雖然理論上氫化丁晴橡膠可以在該運行環(huán)境使用，但已達到材料的極限狀態(tài)，不推薦在該環(huán)境下使用。因此，更換為低溫性能更好的EPDM三元乙丙橡膠，該材料長期使用溫度可以達到-50℃，滿足工況使用要求。通過低溫試驗，裝有三元乙丙橡膠的機械密封在-40℃環(huán)境下長度方向收縮變形量為0.64～0.74mm（總長度58mm），收縮后機械密封動環(huán)彈簧仍有2.46～2.56mm的壓縮量，可以保證有一定的預緊力。更換裝有三元乙丙橡膠的機械密封后，泵組再次進行低溫試驗，試驗時兩臺泵啟動時不泄漏，但泵仍然泄漏，泄漏量比前一次小。說明更換橡膠材料后，密封效果明顯改善，泵泄漏可能還有其他因素，需要進一步解體檢查。

結束語

經(jīng)過分析可見，離心泵的常見運行使用故障重點表現(xiàn)在泵體無法正常啟動、泵體發(fā)出異常的運行聲響、泵體運行過載以及泵體揚程不足等。離心泵的上述故障根源應當?shù)玫綔蚀_的識別與查找，有效確保離心泵的現(xiàn)存故障部件能得到更換與修復。在此前提下，機械檢修技術人員還要密切關注離心泵的日常潤滑保養(yǎng)工作，通過實施常規(guī)的離心泵潤滑養(yǎng)護工作延長泵體運行年限，降低離心泵使用故障的發(fā)生概率。

參考文獻

[1]齊威，金艷.離心泵機械密封結構失效原因與維修改造可行性建議[J].農機使用與維修，2020（5）：81-82.

[2]郭磊，傅振宇.淺談離心泵的結構原理、常見故障處理及日常使用維護保養(yǎng)[J].機電信息，2020（33）：65-66.

[3]齊威，金艷.離心泵機械密封結構失效原因與維修改造可行性建議[J].農機使用與維修，2021（05）：81-82.