集裝式機械密封在多級高壓離心泵輸油泵應用

王宇航

摘 要：輸油泵是電廠以及石油化工企業生產系統的重要組成部分，承擔著各種油類的輸送重任，油泵運行的穩定性對企業的安全、經濟、環保運行極其重要，特別是在當今的社會環境中企業的安全、環保、節能是企業生存的三條生命線，缺一不可。電廠的輸油泵是對鍋爐機組的點火以及機組穩燃、機組負荷調節起著重要的作用。

關鍵詞：集裝機封；高壓多級供油泵上使用；消除漏油；取消機封冷卻水

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

1 設備概況

鄭州榮奇熱電能源有限公司1*210mw燃煤供熱機組，2003年2月開始建設，2004年6月并網發電， 公司供油系統主要有3個容積1000立方儲油罐，3臺供油泵、2臺卸油泵、污油處理系統及附屬設備和相關的管道組成。供油泵的運行和維護是燃料供應員工的重要工作。工作人員除了要有過硬的鉗工技術以外還必須熟悉其系統組成，懂得相關的防火、防爆和安全知識以及燃油系統環保和安全應急知識。

2 輸油泵簡介

輸油泵型號： BY12-50X ，類型：離心泵， 轉速：2950 r/min，生產廠家四川自貢高精設備制造生產，配套電機功率：30kW，額定電流：56.9A。該泵為多級高壓離心泵，油泵正常工作壓力為3.0MPa，最高壓力4.0MPa。泵的兩端采用普通型機械密封，機封型號YD—301—50，密封面主要靠柴油潤滑，機封冷卻冷卻水開式循環，冷卻水水壓力0.1Kg，流量5升/分。

機械密封的定義：是指有至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置，該產品的引入代替了傳統牛油纖維盤根的使用，該產品主要密封嚴密，實現零滲漏，降低能耗，缺點對工人素質要求高標準，設備加工標準要求高精密。

3 存在問題

（1）該泵自投入運行以來主要問題為機封頻繁漏油，每周至少更換1套標準機械密封和配套軸承2套，主要是油泵變工況下運行造成，即油壓波動或啟、停油泵過程。（2）正常運行和備用泵均消耗冷卻水，冷卻水需要污油處理設備凈化增加管理費用，每小時單臺耗水量300升，3臺900升。（3）運行油泵冷卻水中帶有一定含量的柴油。正常情況下柴油泄漏量每分鐘約0.05升，影響環境，影響安全、影響經濟性。（4）燃油泵運行過程中，油中機械雜質對機械密封結合面的磨損。

4 要因分析

4.1 機械密封失效主要有下述三種原因：

（1）密封面打開。密封接觸面開裂、劃痕，密封壓力不足，造成密封不嚴。（2）過熱。過熱除能改變介質的狀況外，還會加劇它的腐蝕速率。引起金屬零件的變形，合金面的開裂，以及某些鍍層裂縫，設計應選用平衡型機械密封，以降低比壓防止過熱。（3）超差。正確的裝配公差，對于安裝機械密封是很必要的，軸和軸套必須有合適的表面粗糙度和正確的尺寸，但制造者很少提供公差數據，這些數據對機封安裝來講都是很關鍵的。

4.2 機封失效原因分析

密封面內圓柱面上的傷痕主要是柴油中的機械雜物進入密封面或安裝不當造成的。密封面上的環形溝槽，主要是固體碳粒沉積于密封面附近而引起的。

在燃油壓力增大時、彈簧壓縮過大，軸串動也會過大的情況下，都會引起密封面的過渡磨損，在檢查硬環表面時有熱裂、滑痕、鍍層的脫落等現象。

由于鍍層材料與基體材料二者線脹速率不同，所以溫度升高時，環表面會出現裂紋，司太立特合金尤為嚴重。

4.3 經過對比，燃油泵機械密封頻繁損壞的主要原因

（1）磨痕變窄：磨痕比兩個密封面的最小寬度還要窄，這說明燃油泵變工況運行，密封超壓，壓力頻繁變化使密封面變形，造成油泵軸傳動，機封動靜環間隙變化造成漏油。（2）檢修人員的裝配工藝有待提高，泵軸軸向傳動超標。（3）普通型常規彈簧彈力較小，不能滿足便工況需要。（4）柴油滲透性極強，密封結合面面積選擇不合理。（5）油泵高溫運行長期運行，機封選型不合理。（6）軸承質量差泵振動超標。（7）電機振動超標。

5 措施實施

（1）選擇碳化硅機封：YBJJ-50，靜環采用碳化硅，動環采用鎳合金，制造和設計單位單位興龍機電。（2）選擇集裝式機封。（3）增大機封密封面面積。（4）合理選擇彈簧材質，使用耐蝕性較高的哈斯特合金鋼的彈簧。（5）裝配工藝。1）軸彎曲度：最大不大于0.05毫米；2）轉子振擺：動環密封圈處的軸套附近不大于0.06毫米；3）軸的軸向竄動量不允許超過±0.5毫米，如果帶軸套，不允許軸套有松動；4）聯軸器的找正誤差：彈性聯軸器不大于0.05～0.06毫米；（習慣做法端跳<0.05，徑跳<0.10）；5）壓蓋（靜環座）與密封配合止口對軸中心線的同心度允差0.05毫米，與墊片接觸的平面對中心線的垂直度值允差0.03～0.05毫米，如果達不到要求，密封腔要進行加工；6）安裝動環密封圈的軸套端部，以及安裝靜環密封圈的壓蓋（或殼體）的端部應倒角，并修光滑。

6 改造效果

（1）取消油泵機封冷卻水，污油處理設備僅作備用。（2）徹底消除機封頻繁漏油問題，4年更換兩套。（3）輸油泵運行安全，可靠，環保。（4）現場干凈整潔，改造前后照片對比。（5）改造后每年大約節約資金10萬元，機封1800*30=54000元。其他輔助材料6000元左右。（6）每年節約柴油約3000升，每年節約18000元。（7）每年節約冷卻水量720噸。

7 結束語

通過以上分析和改造，保證輸油泵安全運行，備用泵可靠備用，消除了柴油泄漏，消除了重大火災安全隱患，實現了機封無冷卻水運行，該機封的使用拆裝簡單，同時是減輕了工人的勞動強度，改善了泵房的工作環境。

參考文獻：

[1]顧永泉.機械密封實用技術[M].機械工業出版社，2001.

[2]江耕華.機械傳動設計手冊[M].煤炭工業出版社，2001：2060-2071.