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如何改造潜水排污泵的机械密封

通常,在存在污染工艺流体的密封场合,主要采用普通的接触式双端面机械密封,两密封之间通过阻塞流体辅助系统注入压力高于被密封介质压力的阻塞流体,防止被密封介质向外界的泄露。但在实际工程应用中,常常由于诸多原因出现故障而不能有效地阻止被密封介质的泄漏,尤其是对于输送含固体颗粒介质、频繁开停及易抽空的工艺流程泵,密封的可靠性远不如人意。某石化公司单体车间工艺装置的污水排放泵,因密封效果不理想,其泄露成为亟待解决的问题。

1、潜水排污泵机械密封技术参数

 该泵型号为WQ30-35-7.5,在正常工作时,入口压力接近常压,出口压力为0.55mpa,输送温度为常温。采用的机械密封为双端面内装多弹簧平衡型结构,密封面内径为35.2mm,外径为44.2mm,端面宽度为4.5mm,平衡直径为36.8mm.

2、工况条件下存在的问题

 (1)隔离流体压力小于被密封介质压力 为了保障双端面的密封功能,理论上要求隔离流体的压力必须高于被密封介质的压力0.1-0.15mpa,以防止含有一定毒性的介质泄漏。但实际工程中,隔离流体的压力不大于0.3mpa,小于被密封介质的压力0.55mpa,因此密封的使用效果并不理想。

(2)污水提升泵输送介质中含有大量的固体颗粒  由于排污泵是把工艺装置中排放到储罐中的各种工艺流体(包括大量的冷却水)定时输送到污水处理站进行净化处理,其中含有一定比例的杂质类固体颗粒,极易进入密封之间产生剧烈的磨粒磨损,使密封早期失效。若隔离流体辅助系统不能正常工作,出现隔离流体的压力小于被密封介质的压力时,固体颗粒就会进入内侧密封的端面之间,其失效的概率大大增加。

(3)处于频繁开停状态  当污水储罐中的液体抽送完毕后,泵自动停止运行,而当储罐中液体积聚到规定液位后,泵又自动切换至运行状态,正是由于泵处于频繁的开停状态,使机械密封出现周期性的不稳定干摩状态,这也是密封频繁失效的主要原因之一。

(4)泵易出现抽空  由于潜水排污泵处于频繁的开停状态,当储罐中液位下降到一定程度时,很容易使泵出现抽空现象,产生剧烈的振动和噪声,此现象的产生必然导致密封出现不稳定的工作状态,密封失效的可能性大大增加。

综合以上分析可以得知,普通的双端面接触式机械密封由于自身密封原理的限制以及工况条件的特殊性,难以在此环境条件下保障密封的长周期安全运行。而且,在稳定工况条件下,虽然采用双端面密封或串联密封可基本上去除被密封介质的泄漏,但密封辅助系统复杂,运行费用大增,且辅助系统的可靠性直接影响到密封的使用效果。

3、潜水排污泵机械密封的改造

 由于锥面机械密封适合于含有固体悬浊物的泵送设备,所以将密封面改为锥面密封。静环材料为填充四氟乙烯,动环材料为不锈钢,锥面喷涂碳化钨。其主要特点如下。

(1)锥面机械密封的动环为一锥环,随着静环的磨损,接触母线长度L增长,静环的外径也随之增大.

(2)密封接触面母线长度很短(稳定运转初期为0.3-0.5mm),因此接触端面内外温差小,温升低,降低了黏着磨损的程度。静环具有较大的抗压截面,压力变形小。

(3)密封套和动环都具有一定的浮动性,可使密封面始终保持良好的接触状态,介质中的悬浮颗粒不易进入密封面。

介质泄露方向与其离心力方向成一定角度,对减少泄漏有利。



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