高爐增壓泵密封可靠性改進(jìn)

來(lái)彬彬 邱慶夏

（山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

1 概述

山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠2＃1080m3高爐和4＃1080m3高爐的風(fēng)口小套、氣密箱的循環(huán)冷卻由1＃泵房的11 臺(tái)水泵及高爐的增壓泵來(lái)聯(lián)合完成。其供水方式采用二級(jí)串聯(lián)供水方式，各高爐共用1＃泵房提供0.45Mpa 的一級(jí)水壓，而后再通過(guò)高爐的增壓泵使供水壓力增加到1.4—1.5Mpa，用于氣密箱及風(fēng)口小套的冷卻。每座高爐安裝增壓泵4臺(tái)，兩臺(tái)工作，兩臺(tái)備用。

2 存在問(wèn)題

目前高爐增壓泵選型為D280-43*3 多級(jí)節(jié)段式清水離心泵。泵流量為280m3/h，揚(yáng)程為129m，軸功率127.7KW，轉(zhuǎn)速1480r/min，采用填料密封形式。工作制式為連續(xù)工作制。在使用過(guò)程中，暴露出如下問(wèn)題：

2.1 泵運(yùn)行過(guò)程中填料密封易磨損，出現(xiàn)漏水故障，造成水資源的浪費(fèi)，同時(shí)失效的填料也對(duì)環(huán)境造成污染。

2.2 增壓泵軸套使用壽命短，平均周期為50天。

2.3 增壓泵軸承使用壽命短，軸承平均壽命為45天。

2.4 增壓泵電機(jī)軸承易過(guò)熱燒損。電機(jī)的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗電能高。

2.5 泵機(jī)組備件庫(kù)存量大，維修費(fèi)用高。

3 原因分析

3.1 填料密封依靠壓蓋的軸向壓緊力將填料轉(zhuǎn)化為徑向密封力，從而達(dá)到密封效果。因填料與軸套直接接觸，且作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，造成填料磨損引起泄漏，浪費(fèi)水資源。填料的頻繁更換，增大了維修人員的勞動(dòng)量，同時(shí)失效的填料對(duì)環(huán)境造成污染。

3.2 增壓泵軸套使用壽命短。泵在運(yùn)行中，填料與軸套的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成劇烈摩擦使得軸套被磨損，磨損后軸套的表面粗糙度增加，又加劇了填料和軸套的磨損，軸套使用50天就需要重新更換。

3.3 增壓泵軸承易損壞。填料磨損引起泄漏，導(dǎo)致緊鄰填料室的軸承箱進(jìn)水，造成潤(rùn)滑油變質(zhì)，軸承潤(rùn)滑不充分而損壞。

3.4 填料與軸套的緊密接觸，使得電機(jī)負(fù)荷增大，造成電機(jī)軸承損壞。另外填料與軸套的摩擦，降低了電機(jī)的有效功率，消耗電能高。

3.5 增壓泵及電機(jī)故障頻繁，維修人員勞動(dòng)強(qiáng)度高。同時(shí)，也增大了備件庫(kù)存量，造成較高的維修備件費(fèi)用。

4 改進(jìn)方案

4.1 增壓泵的頻繁故障，引發(fā)于填料密封，因此，需要對(duì)密封形式進(jìn)行改進(jìn)。將填料密封改為機(jī)械密封形式。其結(jié)構(gòu)如下圖1：

4.1.1 機(jī)械密封的工作原理：機(jī)械密封由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成密封端面，動(dòng)環(huán)隨軸套一起旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)固定在殼體上不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)通過(guò)彈性元件和介質(zhì)壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)緊密配合。當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)后，旋轉(zhuǎn)軸套通過(guò)緊定螺釘帶動(dòng)彈簧座旋轉(zhuǎn)，而彈簧座則通過(guò)傳動(dòng)銷(xiāo)釘帶動(dòng)彈簧、推環(huán)一起旋轉(zhuǎn)，推環(huán)帶動(dòng)動(dòng)環(huán)密封圈和動(dòng)環(huán)一起旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生了動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和良好的緊密貼合，達(dá)到密封的目的。

4.1.2 機(jī)械密封的材質(zhì)選型。機(jī)械密封摩擦副材質(zhì)選用碳化鎢硬質(zhì)合金，其材料具有極高的硬度（HRA89）和強(qiáng)度，良好的耐磨性和抗顆粒沖刷性，導(dǎo)熱系數(shù)高，線膨脹系數(shù)小，具有一定的耐腐蝕性。

4.1.3 機(jī)械密封的安裝。按增壓泵軸套與填料室規(guī)格定制機(jī)械密封尺寸，僅需在填料壓蓋上加工靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷(xiāo)孔，安裝機(jī)械密封時(shí)，安裝靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷(xiāo)即可。若增壓泵軸套磨損，需更換軸套。

5 效果

5.1 機(jī)械密封抗振性能好，對(duì)軸的振動(dòng)和軸對(duì)密封腔的傾斜不敏感，

密封效果好，泵的泄漏量小，其泄漏量約占填料密封的1%。節(jié)約了水資源。

5.2 避免了失效填料對(duì)環(huán)境的污染。

5.3 使用機(jī)械密封后，軸套無(wú)磨損，無(wú)需更換軸套；其良好的密封性，降低了軸承箱漏水導(dǎo)致的泵機(jī)組軸承損壞故障。

5.4 機(jī)械密封的壽命可達(dá)1-2年。其端面磨損后可自動(dòng)補(bǔ)償，延長(zhǎng)了維修周期。滿足了高爐風(fēng)口小套強(qiáng)化冷卻的工藝要求，有效延長(zhǎng)了風(fēng)口小套壽命。

5.5 使用機(jī)械密封，摩擦功率小，提高了電機(jī)的有效功率，降低了電能消耗。

5.6 泵機(jī)組的高效穩(wěn)定運(yùn)行，有效降低了維修勞動(dòng)強(qiáng)度和備件庫(kù)存量。