集装式机械密封在多级高压离心泵输油泵应用

王宇航

摘 要：输油泵是电厂以及石油化工企业生产系统的重要组成部分，承担着各种油类的输送重任，油泵运行的稳定性对企业的安全、经济、环保运行极其重要，特别是在当今的社会环境中企业的安全、环保、节能是企业生存的三条生命线，缺一不可。电厂的输油泵是对锅炉机组的点火以及机组稳燃、机组负荷调节起着重要的作用。

关键词：集装机封；高压多级供油泵上使用；消除漏油；取消机封冷却水

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

1 设备概况

郑州荣奇热电能源有限公司1*210mw燃煤供热机组，2003年2月开始建设，2004年6月并网发电， 公司供油系统主要有3个容积1000立方储油罐，3台供油泵、2台卸油泵、污油处理系统及附属设备和相关的管道组成。供油泵的运行和维护是燃料供应员工的重要工作。工作人员除了要有过硬的钳工技术以外还必须熟悉其系统组成，懂得相关的防火、防爆和安全知识以及燃油系统环保和安全应急知识。

2 输油泵简介

输油泵型号： BY12-50X ，类型：离心泵， 转速：2950 r/min，生产厂家四川自贡高精设备制造生产，配套电机功率：30kW，额定电流：56.9A。该泵为多级高压离心泵，油泵正常工作压力为3.0MPa，最高压力4.0MPa。泵的两端采用普通型机械密封，机封型号YD—301—50，密封面主要靠柴油润滑，机封冷却冷却水开式循环，冷却水水压力0.1Kg，流量5升/分。

机械密封的定义：是指有至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置，该产品的引入代替了传统牛油纤维盘根的使用，该产品主要密封严密，实现零渗漏，降低能耗，缺点对工人素质要求高标准，设备加工标准要求高精密。

3 存在问题

（1）该泵自投入运行以来主要问题为机封频繁漏油，每周至少更换1套标准机械密封和配套轴承2套，主要是油泵变工况下运行造成，即油压波动或启、停油泵过程。（2）正常运行和备用泵均消耗冷却水，冷却水需要污油处理设备净化增加管理费用，每小时单台耗水量300升，3台900升。（3）运行油泵冷却水中带有一定含量的柴油。正常情况下柴油泄漏量每分钟约0.05升，影响环境，影响安全、影响经济性。（4）燃油泵运行过程中，油中机械杂质对机械密封结合面的磨损。

4 要因分析

4.1 机械密封失效主要有下述三种原因：

（1）密封面打开。密封接触面开裂、划痕，密封压力不足，造成密封不严。（2）过热。过热除能改变介质的状况外，还会加剧它的腐蚀速率。引起金属零件的变形，合金面的开裂，以及某些镀层裂缝，设计应选用平衡型机械密封，以降低比压防止过热。（3）超差。正确的装配公差，对于安装机械密封是很必要的，轴和轴套必须有合适的表面粗糙度和正确的尺寸，但制造者很少提供公差数据，这些数据对机封安装来讲都是很关键的。

4.2 机封失效原因分析

密封面内圆柱面上的伤痕主要是柴油中的机械杂物进入密封面或安装不当造成的。密封面上的环形沟槽，主要是固体碳粒沉积于密封面附近而引起的。

在燃油压力增大时、弹簧压缩过大，轴串动也会过大的情况下，都会引起密封面的过渡磨损，在检查硬环表面时有热裂、滑痕、镀层的脱落等现象。

由于镀层材料与基体材料二者线胀速率不同，所以温度升高时，环表面会出现裂纹，司太立特合金尤为严重。

4.3 经过对比，燃油泵机械密封频繁损坏的主要原因

（1）磨痕变窄：磨痕比两个密封面的最小宽度还要窄，这说明燃油泵变工况运行，密封超压，压力频繁变化使密封面变形，造成油泵轴传动，机封动静环间隙变化造成漏油。（2）检修人员的装配工艺有待提高，泵轴轴向传动超标。（3）普通型常规弹簧弹力较小，不能满足便工况需要。（4）柴油渗透性极强，密封结合面面积选择不合理。（5）油泵高温运行长期运行，机封选型不合理。（6）轴承质量差泵振动超标。（7）电机振动超标。

5 措施实施

（1）选择碳化硅机封：YBJJ-50，静环采用碳化硅，动环采用镍合金，制造和设计单位单位兴龙机电。（2）选择集装式机封。（3）增大机封密封面面积。（4）合理选择弹簧材质，使用耐蚀性较高的哈斯特合金钢的弹簧。（5）装配工艺。1）轴弯曲度：最大不大于0.05毫米；2）转子振摆：动环密封圈处的轴套附近不大于0.06毫米；3）轴的轴向窜动量不允许超过±0.5毫米，如果带轴套，不允许轴套有松动；4）联轴器的找正误差：弹性联轴器不大于0.05～0.06毫米；（习惯做法端跳<0.05，径跳<0.10）；5）压盖（静环座）与密封配合止口对轴中心线的同心度允差0.05毫米，与垫片接触的平面对中心线的垂直度值允差0.03～0.05毫米，如果达不到要求，密封腔要进行加工；6）安装动环密封圈的轴套端部，以及安装静环密封圈的压盖（或壳体）的端部应倒角，并修光滑。

6 改造效果

（1）取消油泵机封冷却水，污油处理设备仅作备用。（2）彻底消除机封频繁漏油问题，4年更换两套。（3）输油泵运行安全，可靠，环保。（4）现场干净整洁，改造前后照片对比。（5）改造后每年大约节约资金10万元，机封1800*30=54000元。其他辅助材料6000元左右。（6）每年节约柴油约3000升，每年节约18000元。（7）每年节约冷却水量720吨。

7 结束语

通过以上分析和改造，保证输油泵安全运行，备用泵可靠备用，消除了柴油泄漏，消除了重大火灾安全隐患，实现了机封无冷却水运行，该机封的使用拆装简单，同时是减轻了工人的劳动强度，改善了泵房的工作环境。

参考文献：

[1]顾永泉.机械密封实用技术[M].機械工业出版社，2001.

[2]江耕华.机械传动设计手册[M].煤炭工业出版社，2001：2060-2071.