浅析离心泵机械密封节能改造措施

苗传卫 傅波

摘 要：离心泵是一种常见的机械技术，机械密封是离心泵中重要的易损部件，是决定离心泵能否长周期运行的关键因素，本文在实际运行的工况下，不断的对该泵的机械密封系统进行摸索研究，最终优选了一套性能好、使用寿命长、运转可靠的机械密封，该密封的使用不仅实现了装置的长周期生产，还大大节约了设备的维修成本，对于减少环境污染、节约能源也具有重大意义。

关键词：离心泵;机械密封;节能改造;措施

引言

在化工企业的生产操作实践过程中，离心泵对于实现化工企业的生产运行目标具有显著意义。但是离心泵在经过长期的使用磨损以后，泵体内部的机械组成结构将会损坏或者老化，减损了离心泵的机械运行效能。化工企业的机械检修负责人员应当充分关注离心泵的检修维护工作，针对出现故障的离心泵展开全面的排查诊断工作，尽快修复离心泵的机械系统故障。

1对机械密封结构进行节能改造的意义

离心泵是工业生产过程中较常用的一种动力机械装置，被广泛应用于化工、原材料加工等领域中，尽管这种设备在应用过程中具备可靠性高、使用寿命长等优点，但由于这一设备的主要工作环境较为复杂，很多离心泵常年工作在酸性或者碱性溶液中，使离心泵能够保持在稳定的工作状态中成为一项极为重要的工作。在这种情况下，机械密封结构应能够将离心泵与外界环境进行隔离的结构，具有减轻离心泵摩擦损耗、降低泄漏问题出现等优点，已经成为当前保证离心泵正常工作的基础。但需要注意的是，在离心泵机械密封结构日常应用的过程中，由于其中许多元件属于常规易损零件，一旦这些零件在使用过程中失效，很大程度上会影响离心泵机械密封结构的使用效果，现阶段，为避免机械密封结构失效问题的出现，对机械密封结构的失效原因进行了解，并对进行节能改造，已经成为当前提升离心泵的工作效率的关键。

2离心泵的日常使用维护要点

2.1离心泵的日常使用操作要点

离心泵机械系统中的底部阀门、吸入液体的泵体管路、机械压水管都属于关键性的泵体组成部分，离心泵在长期使用之后，泵体机械压力的强度将会逐渐受到削弱。某些机械操作人员对于离心泵没有进行正确的操作和使用，导致离心泵的轴承连接部位、泵体阀门以及泵体外壳损坏，影响到离心泵使用效能的发挥。因此，在日常使用与操作离心泵的全过程中，机械操作人员必须要准确把握离心泵的操作流程要点。离心泵的操作使用人员应当合理控制机械操作力度，防止由于过大的机械操作强度造成离心泵的机械本体结构破损，增加离心泵的机械系统保护工作的力度。

2.2离心泵的维护工作要点

离心泵的机械系统包含了较多的机械连接轴承，泵体轴承应当得到定期的润滑维护，否则就会造成泵体轴承的加速磨损与腐蚀。离心泵的运行使用空间环境本身具备较强的液体腐蚀性，因为离心泵输送的石油化工液体带有较强的酸性。在此种情况下，机械维护保养人员必须要全面重视针对离心泵的轴承连接部位、泵体底板以及泵体外壳进行润滑处理，保证离心泵的机械部件运转灵活性。除此以外，离心泵的运行养护工作人员还要重视更换存在锈蚀情况的泵体机械部件。对于失去正常运行使用功能的泵体机械部件及时更换，防止离心泵发生机械故障。

3对机械密封结构进行节能改造的方法

3.1将单端面机械密封改为双端面机械密封

在离心泵机械密封工作过程中，由于冲洗液是含有一定量固体颗粒物，随着工艺生产时间的延长，颗粒物的含量会越来越高，因此在投入生产一段时间内，机械密封冲洗过滤器的清洗频次会越来越高，最终无法保障密封冲洗管线的畅通，且冲洗孔为直径3mm的小孔，在后期极易发生堵塞，堵塞发生后只能停用运行泵，并进行工艺隔离排净物料后使用高压泵进行疏通，疏通完成后延长使用时间无法保证，只有通过拆泵卸解体机械密封进行彻底清洁后才能保证较为可靠的延长使用时间。频繁的切泵及物料排放清洗作业大大加重了操作人员的工作负担，拆解清理工作浪费了大量的维修工时，虽然排放的物料可以通过再次进料回收，但无疑加大了单位产品的能耗。即使不发生堵塞，波纹管内外操均会沉积大量的焦炭物质导致完全没有弹性，丧失补偿能力，关键问题是密封无法得到洁净的冲洗液，导致密封失效，针对对此离心泵使用使用双断面的机械密封辅以PLAN53A的冲洗方案，使用300#液态石蜡作为隔离液，使用0.35MPa低压氮气作为虹吸罐的压力源，虹吸罐内部有循环冷却水盘管，保证了密封端面摩擦产生的热量及传导热量能及时带走。

3.2机械密封优化后的实务应用测试结果

通过上述结构改造优化工作后，将优化后的机械密封实务应用于离心泵工作中，尽管机械密封的使用寿命得到了延长，并且密封装置并未出现明显的故障，尤其是波纹管补偿单元，内部使用洁净的液态石蜡，不再沉积结焦物，外部在泵旋转离心力的作用下实现自清洁功能，效果大大好于预期，长时间使用后简单对波纹管外表清洗后也能继续使用很长时间。但在使用过程中，这种优化后的机械密封装置仍存在一定的缺点。具体来说，在安装过程中，这种机械密封必须严格控制双面密封的压缩量的精确性，但由于在测量过程中会对测量精确性造成影响的因素比较多，因此，在实际应用过程中，这一装置对安装人员的专业素养要求较高。同时，在实际应用过程中，尽管该机械密封顶套和叶轮之间使用聚四氟乙烯密封环具备较强的抗腐蚀能力，但在实际应用过程中，这一部件的损坏可能性仍比较大。面对上述问题，相关工作人员可以将每台泵的轴向的安装尺寸进行测量，并在密封安装包装中包含所需要厚度的调整垫片并做好标识工作，降低安装难度。顶套与叶轮间的密封圈在后续亦可以升级为全氟醚材质密封圈，在降低其损坏的可能性的同时，提升机械密封效果。

3.3更换机械密封材料

原机械密封采用的橡胶材料为HNBR氢化丁晴橡胶，该橡胶材料理论上使用温度最低可以达到-40℃，长期使用温度一般在-30℃以上。虽然理论上氢化丁晴橡胶可以在该运行环境使用，但已达到材料的极限状态，不推荐在该环境下使用。因此，更换为低温性能更好的EPDM三元乙丙橡胶，该材料长期使用温度可以达到-50℃，满足工况使用要求。通过低温试验，装有三元乙丙橡胶的机械密封在-40℃环境下长度方向收缩变形量为0.64～0.74mm（总长度58mm），收缩后机械密封动环弹簧仍有2.46～2.56mm的压缩量，可以保证有一定的预紧力。更换装有三元乙丙橡胶的机械密封后，泵组再次进行低温试验，试验时两台泵启动时不泄漏，但泵仍然泄漏，泄漏量比前一次小。说明更换橡胶材料后，密封效果明显改善，泵泄漏可能还有其他因素，需要进一步解体检查。

结束语

经过分析可见，离心泵的常见运行使用故障重点表现在泵体无法正常启动、泵体发出异常的运行声响、泵体运行过载以及泵体扬程不足等。离心泵的上述故障根源应当得到准确的识别与查找，有效确保离心泵的现存故障部件能得到更换与修复。在此前提下，机械检修技术人员还要密切关注离心泵的日常润滑保养工作，通过实施常规的离心泵润滑养护工作延长泵体运行年限，降低離心泵使用故障的发生概率。

参考文献

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