激冷水泵機械密封螺旋套的優(yōu)化

強世愛

(淄礦集團內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017313)

0 引言

氣化車間采用國內(nèi)自主創(chuàng)新的HT-L 粉煤加壓氣化技術，利用內(nèi)蒙古當?shù)孛簽樵希?jīng)過磨煤機研磨、熱風爐干燥、粉煤加壓及進料送往氣化爐，粉煤與氣化劑(氧氣和水蒸汽)在氣化爐內(nèi)反應生成為以CO 和H2為主要成分的粗合成氣，再經(jīng)過熱量回收、濕法洗滌、除塵等初步凈化處理過程制備出壓力為3.78MPaG、溫度為200.42℃，送往下游工段，氣化爐激冷室激冷環(huán)冷卻由激冷水泵將激冷水打入冷卻。

1 激冷水泵改造具體情況

氣化激冷水泵是氣化爐激冷環(huán)冷卻的關鍵設備，激冷水泵配有高壓機械密封，在介質(zhì)內(nèi)含有固體顆粒時，機械密封很容易因操作不當而損害壞，運行前請確保冷卻水和密封沖洗水流暢，密封沖洗水壓力高于泵壓力(4.2～4.8)MPa，適用于帶顆粒液體介質(zhì)所帶來的問題是對過流部件和機械密封沖刷腐蝕嚴重，針對這種情況，該泵配有原始自密封形式的機械密封，因介質(zhì)內(nèi)含有固體顆粒，機泵在運行時機封水冷卻后，進入機械密封，顆粒長時間積累至密封腔內(nèi)，導致機械密封頻繁損壞，影響機泵穩(wěn)定運行，嚴重時因激冷水泵流量過低造成激冷環(huán)燒壞，為進一步穩(wěn)定機泵運行，延長機械密封的使用壽命，保證激冷水泵長周期穩(wěn)定運行，必須對項目進行改進升級。

1.1 改造思路

為保證激冷水泵長周期運行，我們就要使機封內(nèi)腔干凈無渣質(zhì)，在機泵原有的基礎上，取消機泵自密封裝置，將機械密封改為外部沖洗水壓力密封形式，在機泵原有機封密封接口引入高壓密封水，高壓密封水壓力大于機泵內(nèi)腔密封水，密封水將泵腔內(nèi)介質(zhì)顆粒沖入泵腔，由機泵密封水一起打入激冷水環(huán)，由于自密封機封螺旋套結構形式有內(nèi)部流向外部，外部引入高壓密封水無法打入泵腔內(nèi)部，經(jīng)和機封廠家溝通協(xié)商，在價格不變的基礎上，將機械密封螺旋套改為由外部流入內(nèi)部密封形式，外部壓力高于內(nèi)部壓力，高壓工藝水沖洗機械密封，使機械密封保持干凈，達到長期運行狀態(tài)。

1.2 改造前激冷水泵機械密封工藝流程

介質(zhì)從密封腔經(jīng)泵送環(huán)泵送出來以后，流經(jīng)冷卻器，被冷卻器冷卻以后，流回到激冷水泵密封腔中，然后，在機械密封端面處，對密封進行沖洗和冷卻，這種流程屬于自沖洗類。沖洗線上不設切斷閥門。這有三個作用：一是采用了循環(huán)冷卻，這樣需要冷卻的面積會相對較少；二是這樣做可以改善密封端面液膜的性能；三是可以大幅降低密封腔的工作溫度，這樣就可以大大降低輔助密封材料要求，如圖1 所示。

圖1 改造前激冷水泵機械密封工藝流程圖

1.3 激冷水泵流程

激冷水泵流程示意圖如圖2 所示。

1.4 改造前機械密封組成

改造前機械密封如表1 所示。

圖2 激冷水泵流程示意圖

1.5 本次改造方案

將機械密封自密封改為由外部沖洗高壓密封水，高壓密封水壓力高于激冷水泵介質(zhì)，將原有機械密封自密封改為外部沖洗，是將螺旋套自密封流道改為由外部水沖洗流道，用高壓密封水沖洗，外部壓力高于內(nèi)部壓力，高壓工藝水沖洗機械密封，使機械密封保持干凈，達到長期運行狀態(tài)。

本次改造機械密封螺旋套投資0 萬元。

本次改造預期達到的目標：機械密封每半年更換一次，保證激冷水泵長周期的穩(wěn)定運行。

1.6 技改前后機械密封運行對比

集裝式機械密封螺旋套在改造之前，由于激冷水介質(zhì)內(nèi)含有微量顆粒，機械密封水有泵腔向外流動，外部高壓密封水無法進入泵腔，對機械密封無法形成有效的沖洗，導致機封內(nèi)部含有顆粒物，機封平均運行周期一個月。造成了激冷水泵頻繁倒泵。

集裝式機械密封螺旋套改造后，螺旋套留到有外部改流向內(nèi)部，外部高壓密封水壓力高于泵腔內(nèi)壓力，密封水形成流動狀態(tài)，對機械密封動靜環(huán)有效的沖洗，使機封始終保持干凈狀態(tài)，機封的使用壽命增加到半年，較之前機械密封運行狀態(tài)明顯好轉(zhuǎn)。

技改前后工藝流程實物如圖3、4 所示。

圖3 技改前圖片

圖4 技改后圖片

1.7 技改后機械密封運行情況

螺旋套耐改造安裝后，效果明顯，激冷水泵運行穩(wěn)定，機械密封使用周期可達到半年的運行周期，保證了激冷水泵的穩(wěn)定運行，保證了激冷水流量的穩(wěn)定，有效的改變了氣化爐因激冷水流量的不穩(wěn)定而造成停車事故。

螺旋套安裝后達到了技改目標。

2 技術創(chuàng)新點

外沖洗是一種控制溫度、延長機械密封壽命的有效措施。沖洗目的在于帶熱量、控制密封腔溫度，防止液膜汽化，改善潤滑條件，防止干運轉(zhuǎn)、雜質(zhì)集積、介質(zhì)聚合結焦和氣囊形成。當機械密封需要內(nèi)沖洗時，而泵送介質(zhì)含有顆粒，或介質(zhì)溫度過高、容易氣化，當來自外部沖洗對密封有損老壞時，當來自外部沖洗是利用外來的沖洗液注入密封腔內(nèi)進行沖洗，保證機封內(nèi)腔干凈。

3 結語

機械密封廣泛應用于電廠、冶金、石油、化工企業(yè)工業(yè)泵，隨著工業(yè)企業(yè)流程化、自動化水平的不斷提高，設備穩(wěn)定性、可靠性顯得尤為重要。據(jù)統(tǒng)計60%機械設備非計劃停車事故與密封故障造成泄漏有直接聯(lián)系，密封性能已定機械產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標。隨著密封技術水平的不斷提高，機械密封技術以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長、功耗低，無需經(jīng)常檢修，應用于冶金、石油、化工業(yè)工業(yè)泵中。