渣浆泵轴封水系统的控制

刘向东

（同煤集团鄂尔多斯矿业投资有限公司，山西大同037003）

渣浆泵在选煤厂得到了广泛的应用,渣浆泵的使用维护也显得尤为重要,多数渣浆泵都使用轴封水,如何用好轴封水是渣浆泵维护的一个关键环节。

1 轴封水的原理

轴封是为防止旋转的泵轴与固定的壳体处泄漏而设置的密封装置。选煤厂渣浆泵的轴封一般为填料密封、机械密封两种。填料密封是靠填料和轴套之间的软硬磨合起到密封效果的,填料密封需要加轴封水;机械密封是靠机械密封的动静环紧密摩擦,起到密封效果的,也就是将轴向密封转化为动静环间的端面密封,选煤厂渣浆泵使用的机械密封属注水式外冲洗机械密封,也需要加轴封水。

1.1 填料密封的轴封水工作原理

在填料函内压入盘根 (牛油煮棉线或碳素纤维浸聚四氟乙烯),通过螺母调节压紧程度,然后注入轴封水,利用轴封水充当密封的液体介质,轴封水的功能是密封、润滑、降温,见图1。

图1 渣浆泵填料处轴封结构料处轴封结构

1.2 机械密封轴封水的工作原理

由于机械密封的密封效果很好,轴封水在机械密封的渣浆泵中主要起冷却、润滑作用,防止动静环间干摩擦烧毁密封。

1.3 两种密封对轴封水的特别要求

由于机械密封对轴封水的要求较高,因此厂家在泵上配有两个外露管接头,分别为轴封水的进口和出口。与泵出口同在一侧的为出水口,此处安装弯管和压力表,以方便检测压力,另外它对水质的要求也比较高,选煤厂的循环水作为机封泵的轴封水是不合格的,因为水中含有的矿物颗粒会加剧动静环的磨损,降低机械密封的寿命,而机械密封的价格较高,更换较复杂,故建议有条件的选煤厂,如有数量较多的机封泵且相对布置集中的话,可以考虑另加一套轴封水供给系统专供机封泵(清水管路、缓冲水箱、管道泵),这样可以提高设备的使用寿命。

不仅机封泵对轴封水有诸多要求,同样填料密封泵也对轴封水有相应的要求,如常用的石家庄工业泵厂的渣浆泵对轴封水规定,见表1。

表1 轴封水的压力及流量

p为泵的出口压力,有副叶轮的渣浆泵我们取1/2 p,因副叶轮带动腔内液体也可以起到一定的轴封作用,填料密封渣浆泵和机封泵取2/3 p,从中可以看出,轴封水的压力要求是不同的,好在压力相差无几,我们一般以机封泵为主,把压力设定在2/3 p左右,选煤厂的渣浆泵出口压力(既p是变量)是不可能相同的,如浓缩机底流泵以压力为主要指标,它的压力较高 (扬程可达80 m);而有的泵是以流量为主要指标的如循环水泵(扬程只有40多米),故以一种压力去给全厂的渣浆泵供轴封水,显然不是最佳方案。

2 轴封水的日常维护方法

实际使用中,由于轴封水控制不到位,造成损失的也很多。如由于轴封不好,填料口漏气,影响到泵流量、压力不足,进而影响整个生产系统,若填料压得太紧,会使泵启动阻力增大,会在转动时发热冒烟,因此岗位工应经常检查轴封水压力和流量。方法是检查轴封水管阀门开启度和检测填料箱温度,若温度高说明水量不足；还要经常检测轴封水的泄漏量,泄漏量加大时,需及时调整填料压盖螺栓,调整无效时,更换填料,更换填料不起作用时,应考虑轴套磨损和其他原因；正常情况下,一般1～2周更换一次盘根,盘根长度以轴套圆周展开长度而定,各环填压时,要相互交错120°,且盘根应合适,不能将就替代；每次更换盘根后,应在启车后现场观察轴封水泄漏,以滴渗成点不成线为佳。因此操作工对轴封水的操控完全依赖个人技能和责任心。

由于选煤厂渣浆泵输送介质多为矿物细粒,故容易污染填料处,会加剧填料和轴套的磨损。填料处的维护量约占渣浆泵维护的80%以上,目的就是为了保持轴封水的正常供给,充分发挥泵的性能。

3 目前轴封水使用和设计中存在的问题

许多选煤厂轴封水系统多是和冷却水并联的,有时一个总管,分别供冷却水与轴封水。冷却水是冷却油箱的,冷却水的压力为一般为0.05～0.2 MPa,流量为1～3 m3/h,压力和流量略低于轴封水,所以对于冷却而言,使用同一个供水系统完全可以满足要求。但却不利于轴封水系统,因为如果渣浆泵数量众多,这样势必会消弱轴封水压力和流量,增加供给难度,随着选煤厂管理水平的提高,可采取另加水泵分别供给的方式。

在设计选煤厂时,往往不重视轴封水系统的设计,特别是新建厂,它的轴封水和冷却水直接由外网供给,理由是外网大泵的性能和可靠性要优于选煤厂内轴封水泵,没有必要再增加环节,安装轴封水泵。作为用户,需要量化、细化控制轴封水,以保证渣浆泵的高效运转。外网供水属矿上管理,开泵和检修等事项由矿方决定,选煤厂需和矿方协调,外接管路也较长,如果管路上有了事故,选煤厂是不会立即作出反应的。

4 解决的方法

优化方案是对轴封水系统做改进,见图2,就是增加安装一个缓冲水箱和管道泵作为轴封水供给系统,这个系统和外网水源并联,外网水源直供的阀门常闭,靠管道泵供水,特殊情况可用外网水直接供轴封水,另外把循环水引入水箱,以备在缺水时,用循环水做轴封水,但此时应注意机封泵需使用清水做轴封水,所以需要两套轴封水系统。循环水做轴封水主要是为了解决缺水时的急需,因为循环水里的煤泥含量超限时,已不适合做轴封用,需时刻监控。有的厂长期使用循环水做轴封水,导致和泵连接的轴封水软管经常堵塞,需更换疏通软管,同时也使盘根和轴套的寿命缩短,既增加了维修量,也不经济。

图2 优化后的轴封水系统

优化方案的另一个好处就是轴封水系统纳入集中控制。这样就可即时反馈和控制轴封水流量和压力,指导岗位工现场操作调节。所有的渣浆泵操作规程都要求开泵前先开轴封水,并检查流量、压力,特别是机封泵,严禁在没有轴封水的情况下启泵、停泵后15 min再关闭轴封水。通常,岗位工停泵后忙于清理卫生,是很难掌握停水时间的,因此,轴封水集控后效率明显。

5 综述

随着各种新的检测、监控设施的完善,对于轴封水的管理也应趋于细化、量化、集控化,同时加强岗位工的现场巡查力度,辅助集控管理。我们完全可以在轴封有不同要求的渣浆泵中安装不同的轴封水系统,虽然前期增加了投入,但对提高渣浆泵的功效会事半功倍,在新建厂的设计中,更不能忽视轴封水并入集控系统,本文提到的优化方案,也只是为大家抛砖引玉而已,相信会有更简洁、高效的轴封水控制系统出现。

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