高炉增压泵密封可靠性改进

来彬彬 邱庆夏

（山东钢铁莱芜分公司炼铁厂，山东 莱芜 271104）

1 概述

山东钢铁莱芜分公司炼铁厂2＃1080m3高炉和4＃1080m3高炉的风口小套、气密箱的循环冷却由1＃泵房的11 台水泵及高炉的增压泵来联合完成。其供水方式采用二级串联供水方式，各高炉共用1＃泵房提供0.45Mpa 的一级水压，而后再通过高炉的增压泵使供水压力增加到1.4—1.5Mpa，用于气密箱及风口小套的冷却。每座高炉安装增压泵4台，两台工作，两台备用。

2 存在问题

目前高炉增压泵选型为D280-43*3 多级节段式清水离心泵。泵流量为280m3/h，扬程为129m，轴功率127.7KW，转速1480r/min，采用填料密封形式。工作制式为连续工作制。在使用过程中，暴露出如下问题：

2.1 泵运行过程中填料密封易磨损，出现漏水故障，造成水资源的浪费，同时失效的填料也对环境造成污染。

2.2 增压泵轴套使用寿命短，平均周期为50天。

2.3 增压泵轴承使用寿命短，轴承平均寿命为45天。

2.4 增压泵电机轴承易过热烧损。电机的高负荷运转，消耗电能高。

2.5 泵机组备件库存量大，维修费用高。

3 原因分析

3.1 填料密封依靠压盖的轴向压紧力将填料转化为径向密封力，从而达到密封效果。因填料与轴套直接接触，且作相对转动运动，造成填料磨损引起泄漏，浪费水资源。填料的频繁更换，增大了维修人员的劳动量，同时失效的填料对环境造成污染。

3.2 增压泵轴套使用寿命短。泵在运行中，填料与轴套的相对运动造成剧烈摩擦使得轴套被磨损，磨损后轴套的表面粗糙度增加，又加剧了填料和轴套的磨损，轴套使用50天就需要重新更换。

3.3 增压泵轴承易损坏。填料磨损引起泄漏，导致紧邻填料室的轴承箱进水，造成润滑油变质，轴承润滑不充分而损坏。

3.4 填料与轴套的紧密接触，使得电机负荷增大，造成电机轴承损坏。另外填料与轴套的摩擦，降低了电机的有效功率，消耗电能高。

3.5 增压泵及电机故障频繁，维修人员劳动强度高。同时，也增大了备件库存量，造成较高的维修备件费用。

4 改进方案

4.1 增压泵的频繁故障，引发于填料密封，因此，需要对密封形式进行改进。将填料密封改为机械密封形式。其结构如下图1：

4.1.1 机械密封的工作原理：机械密封由动环和静环组成密封端面，动环随轴套一起旋转，静环固定在壳体上不做旋转运动，动环和静环通过弹性元件和介质压力来实现紧密配合。当主机启动后，旋转轴套通过紧定螺钉带动弹簧座旋转，而弹簧座则通过传动销钉带动弹簧、推环一起旋转，推环带动动环密封圈和动环一起旋转，从而产生了动环和静环之间的相对旋转运动和良好的紧密贴合，达到密封的目的。

4.1.2 机械密封的材质选型。机械密封摩擦副材质选用碳化钨硬质合金，其材料具有极高的硬度（HRA89）和强度，良好的耐磨性和抗颗粒冲刷性，导热系数高，线膨胀系数小，具有一定的耐腐蚀性。

4.1.3 机械密封的安装。按增压泵轴套与填料室规格定制机械密封尺寸，仅需在填料压盖上加工静环防转销孔，安装机械密封时，安装静环防转销即可。若增压泵轴套磨损，需更换轴套。

5 效果

5.1 机械密封抗振性能好，对轴的振动和轴对密封腔的倾斜不敏感，

密封效果好，泵的泄漏量小，其泄漏量约占填料密封的1%。节约了水资源。

5.2 避免了失效填料对环境的污染。

5.3 使用机械密封后，轴套无磨损，无需更换轴套；其良好的密封性，降低了轴承箱漏水导致的泵机组轴承损坏故障。

5.4 机械密封的寿命可达1-2年。其端面磨损后可自动补偿，延长了维修周期。满足了高炉风口小套强化冷却的工艺要求，有效延长了风口小套寿命。

5.5 使用机械密封，摩擦功率小，提高了电机的有效功率，降低了电能消耗。

5.6 泵机组的高效稳定运行，有效降低了维修劳动强度和备件库存量。