淺析離心泵機(jī)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(jiàn)的機(jī)械技術(shù)，機(jī)械密封是離心泵中重要的易損部件，是決定離心泵能否長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵因素，本文在實(shí)際運(yùn)行的工況下，不斷的對(duì)該泵的機(jī)械密封系統(tǒng)進(jìn)行摸索研究，最終優(yōu)選了一套性能好、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠的機(jī)械密封，該密封的使用不僅實(shí)現(xiàn)了裝置的長(zhǎng)周期生產(chǎn)，還大大節(jié)約了設(shè)備的維修成本，對(duì)于減少環(huán)境污染、節(jié)約能源也具有重大意義。

關(guān)鍵詞：離心泵;機(jī)械密封;節(jié)能改造;措施

引言

在化工企業(yè)的生產(chǎn)操作實(shí)踐過(guò)程中，離心泵對(duì)于實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行目標(biāo)具有顯著意義。但是離心泵在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用磨損以后，泵體內(nèi)部的機(jī)械組成結(jié)構(gòu)將會(huì)損壞或者老化，減損了離心泵的機(jī)械運(yùn)行效能。化工企業(yè)的機(jī)械檢修負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)充分關(guān)注離心泵的檢修維護(hù)工作，針對(duì)出現(xiàn)故障的離心泵展開(kāi)全面的排查診斷工作，盡快修復(fù)離心泵的機(jī)械系統(tǒng)故障。

1對(duì)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造的意義

離心泵是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中較常用的一種動(dòng)力機(jī)械裝置，被廣泛應(yīng)用于化工、原材料加工等領(lǐng)域中，盡管這種設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中具備可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于這一設(shè)備的主要工作環(huán)境較為復(fù)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(xiàng)極為重要的工作。在這種情況下，機(jī)械密封結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠?qū)㈦x心泵與外界環(huán)境進(jìn)行隔離的結(jié)構(gòu)，具有減輕離心泵摩擦損耗、降低泄漏問(wèn)題出現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)前保證離心泵正常工作的基礎(chǔ)。但需要注意的是，在離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)日常應(yīng)用的過(guò)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(guò)程中失效，很大程度上會(huì)影響離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的使用效果，現(xiàn)階段，為避免機(jī)械密封結(jié)構(gòu)失效問(wèn)題的出現(xiàn)，對(duì)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的失效原因進(jìn)行了解，并對(duì)進(jìn)行節(jié)能改造，已經(jīng)成為當(dāng)前提升離心泵的工作效率的關(guān)鍵。

2離心泵的日常使用維護(hù)要點(diǎn)

2.1離心泵的日常使用操作要點(diǎn)

離心泵機(jī)械系統(tǒng)中的底部閥門(mén)、吸入液體的泵體管路、機(jī)械壓水管都屬于關(guān)鍵性的泵體組成部分，離心泵在長(zhǎng)期使用之后，泵體機(jī)械壓力的強(qiáng)度將會(huì)逐漸受到削弱。某些機(jī)械操作人員對(duì)于離心泵沒(méi)有進(jìn)行正確的操作和使用，導(dǎo)致離心泵的軸承連接部位、泵體閥門(mén)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(guò)程中，機(jī)械操作人員必須要準(zhǔn)確把握離心泵的操作流程要點(diǎn)。離心泵的操作使用人員應(yīng)當(dāng)合理控制機(jī)械操作力度，防止由于過(guò)大的機(jī)械操作強(qiáng)度造成離心泵的機(jī)械本體結(jié)構(gòu)破損，增加離心泵的機(jī)械系統(tǒng)保護(hù)工作的力度。

2.2離心泵的維護(hù)工作要點(diǎn)

離心泵的機(jī)械系統(tǒng)包含了較多的機(jī)械連接軸承，泵體軸承應(yīng)當(dāng)?shù)玫蕉ㄆ诘臐?rùn)滑維護(hù)，否則就會(huì)造成泵體軸承的加速磨損與腐蝕。離心泵的運(yùn)行使用空間環(huán)境本身具備較強(qiáng)的液體腐蝕性，因?yàn)殡x心泵輸送的石油化工液體帶有較強(qiáng)的酸性。在此種情況下，機(jī)械維護(hù)保養(yǎng)人員必須要全面重視針對(duì)離心泵的軸承連接部位、泵體底板以及泵體外殼進(jìn)行潤(rùn)滑處理，保證離心泵的機(jī)械部件運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性。除此以外，離心泵的運(yùn)行養(yǎng)護(hù)工作人員還要重視更換存在銹蝕情況的泵體機(jī)械部件。對(duì)于失去正常運(yùn)行使用功能的泵體機(jī)械部件及時(shí)更換，防止離心泵發(fā)生機(jī)械故障。

3對(duì)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造的方法

3.1將單端面機(jī)械密封改為雙端面機(jī)械密封

在離心泵機(jī)械密封工作過(guò)程中，由于沖洗液是含有一定量固體顆粒物，隨著工藝生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，顆粒物的含量會(huì)越來(lái)越高，因此在投入生產(chǎn)一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械密封沖洗過(guò)濾器的清洗頻次會(huì)越來(lái)越高，最終無(wú)法保障密封沖洗管線(xiàn)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(yùn)行泵，并進(jìn)行工藝隔離排凈物料后使用高壓泵進(jìn)行疏通，疏通完成后延長(zhǎng)使用時(shí)間無(wú)法保證，只有通過(guò)拆泵卸解體機(jī)械密封進(jìn)行徹底清潔后才能保證較為可靠的延長(zhǎng)使用時(shí)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(fù)擔(dān)，拆解清理工作浪費(fèi)了大量的維修工時(shí)，雖然排放的物料可以通過(guò)再次進(jìn)料回收，但無(wú)疑加大了單位產(chǎn)品的能耗。即使不發(fā)生堵塞，波紋管內(nèi)外操均會(huì)沉積大量的焦炭物質(zhì)導(dǎo)致完全沒(méi)有彈性，喪失補(bǔ)償能力，關(guān)鍵問(wèn)題是密封無(wú)法得到潔凈的沖洗液，導(dǎo)致密封失效，針對(duì)對(duì)此離心泵使用使用雙斷面的機(jī)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?dú)庾鳛楹缥薜膲毫υ矗缥迌?nèi)部有循環(huán)冷卻水盤(pán)管，保證了密封端面摩擦產(chǎn)生的熱量及傳導(dǎo)熱量能及時(shí)帶走。

3.2機(jī)械密封優(yōu)化后的實(shí)務(wù)應(yīng)用測(cè)試結(jié)果

通過(guò)上述結(jié)構(gòu)改造優(yōu)化工作后，將優(yōu)化后的機(jī)械密封實(shí)務(wù)應(yīng)用于離心泵工作中，盡管機(jī)械密封的使用壽命得到了延長(zhǎng)，并且密封裝置并未出現(xiàn)明顯的故障，尤其是波紋管補(bǔ)償單元，內(nèi)部使用潔凈的液態(tài)石蠟，不再沉積結(jié)焦物，外部在泵旋轉(zhuǎn)離心力的作用下實(shí)現(xiàn)自清潔功能，效果大大好于預(yù)期，長(zhǎng)時(shí)間使用后簡(jiǎn)單對(duì)波紋管外表清洗后也能繼續(xù)使用很長(zhǎng)時(shí)間。但在使用過(guò)程中，這種優(yōu)化后的機(jī)械密封裝置仍存在一定的缺點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，在安裝過(guò)程中，這種機(jī)械密封必須嚴(yán)格控制雙面密封的壓縮量的精確性，但由于在測(cè)量過(guò)程中會(huì)對(duì)測(cè)量精確性造成影響的因素比較多，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這一裝置對(duì)安裝人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求較高。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，盡管該機(jī)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(qiáng)的抗腐蝕能力，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這一部件的損壞可能性仍比較大。面對(duì)上述問(wèn)題，相關(guān)工作人員可以將每臺(tái)泵的軸向的安裝尺寸進(jìn)行測(cè)量，并在密封安裝包裝中包含所需要厚度的調(diào)整墊片并做好標(biāo)識(shí)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(jí)為全氟醚材質(zhì)密封圈，在降低其損壞的可能性的同時(shí)，提升機(jī)械密封效果。

3.3更換機(jī)械密封材料

原機(jī)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(dá)到-40℃，長(zhǎng)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(yùn)行環(huán)境使用，但已達(dá)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(zhǎng)期使用溫度可以達(dá)到-50℃，滿(mǎn)足工況使用要求。通過(guò)低溫試驗(yàn)，裝有三元乙丙橡膠的機(jī)械密封在-40℃環(huán)境下長(zhǎng)度方向收縮變形量為0.64～0.74mm（總長(zhǎng)度58mm），收縮后機(jī)械密封動(dòng)環(huán)彈簧仍有2.46～2.56mm的壓縮量，可以保證有一定的預(yù)緊力。更換裝有三元乙丙橡膠的機(jī)械密封后，泵組再次進(jìn)行低溫試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)兩臺(tái)泵啟動(dòng)時(shí)不泄漏，但泵仍然泄漏，泄漏量比前一次小。說(shuō)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(jìn)一步解體檢查。

結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)分析可見(jiàn)，離心泵的常見(jiàn)運(yùn)行使用故障重點(diǎn)表現(xiàn)在泵體無(wú)法正常啟動(dòng)、泵體發(fā)出異常的運(yùn)行聲響、泵體運(yùn)行過(guò)載以及泵體揚(yáng)程不足等。離心泵的上述故障根源應(yīng)當(dāng)?shù)玫綔?zhǔn)確的識(shí)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(fù)。在此前提下，機(jī)械檢修技術(shù)人員還要密切關(guān)注離心泵的日常潤(rùn)滑保養(yǎng)工作，通過(guò)實(shí)施常規(guī)的離心泵潤(rùn)滑養(yǎng)護(hù)工作延長(zhǎng)泵體運(yùn)行年限，降低離心泵使用故障的發(fā)生概率。

參考文獻(xiàn)

[1]齊威，金艷.離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)失效原因與維修改造可行性建議[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2020（5）：81-82.

[2]郭磊，傅振宇.淺談離心泵的結(jié)構(gòu)原理、常見(jiàn)故障處理及日常使用維護(hù)保養(yǎng)[J].機(jī)電信息，2020（33）：65-66.

[3]齊威，金艷.離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)失效原因與維修改造可行性建議[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2021（05）：81-82.