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密封(酚水泵)泄漏问题探索

哈尔滨气化厂PKM气化炉所使用的酚水泵,采用双端面机械密封,投用几年来,密封频繁发生故障。通过对密封的泄漏问题进行探讨分析,总结出了可能的泄漏原因,提出了上的解决方法,以供业内人士参与。

  哈尔滨气化厂PKM气化炉生产出的粗煤气,经酚水洗涤后,温度由210℃降至180℃,同时除去夹带的粉尘,以利于净化工段处理成净煤气。洗涤酚水由酚水泵供给。酚水泵型号为GPR100-409,由国外引进,采用双端面机械密封,前端密封封严工作介质,后端密封把密封液体与大气隔开,投用几年来,密封频繁发生故障,易泄漏。

  1泄漏原因分析

  1.1介质对密封轴套腐蚀

  工作介质酚水有腐蚀性,密封轴套上出现许多肉眼可见的凹陷的小麻点,金属被腐蚀后以离子状态从轴套脱落,滞留在密封中,影响密封的使用性能。

  1.2介质中杂质浓度过高

  介质酚水中有固体颗粒,设计指标煤粉颗粒不大于1mm,灰尘小于200g/L。但是,由于生产初期操作规程不完善,有时对酚水成分控制不好,造成杂质含量超标。固体颗粒会从密封圈处沿轴套进入前端面密封动、静环配合面,使摩擦面失效,液膜压力重新分布,造成液膜撕裂,发生泄漏。固体颗粒如进入前端密封动环密封圈处,破坏其与轴套之间的间隙,阻碍动环弹簧动作,使其补偿能力不足,发生泄漏。

  1.3杂质附着在轴套上

  由于介质酚水中含有固体颗粒和焦油等杂质,通过多次检修发现,有时动、静环摩擦副完好无损,而前端面动环被杂质卡住,不能与静环密合,使摩擦副不能进行密封。另外,杂质颗粒附着在轴套上,造成轴套光洁度下降,加大了轴套与密封圈间的摩擦,使二者间隙增大,从而发生前端机械密封泄漏。同时,杂质附着在轴套上造成动、静环不能同步密合,使摩擦副失效而泄漏。

  1.4密封圈失效

  密封圈在机械密封中有两方面作用,一是减压作用,使机封内的压力低于介质压力,使密封函内的密封水(比介质压力高0.1MPa)有更好的密封作用;另一方面阻止杂质颗粒进入密封腔内。由于密封圈的变形失效,使摩擦副和轴套损伤,动环补偿能力降低。

  1.5操作、装配不当

  操作不当:一是对密封水压力控制不稳,压力过小,机封侧压力低于介质压力;压力过大,机封侧压力高于介质压力;超过0.1MPa,由于正负压差存在,对动环弹簧的补偿能力和密封的性能,产生不良影响;二是停泵后未能及时对密封腔进行冲洗,长时间停泵,会使杂质沉积。

  装配不当:一是动环弹簧顶压力过大或过小,过大使摩擦副阻力大而易损坏,过小则摩擦副密合不好而泄漏;二是轴套表面擦伤或同轴度不好,影响动环补偿能力;三是叶轮动平衡不好,使密封圈及摩擦副受力不均匀,口环磨损间隙变大,使进入密封侧的介质增加。

  1.6密封设计不合理

  密封函体的静环胶圈槽是整体式的,由于凹槽宽度及深度不便测量,加工尺寸不易保证。尺寸过大,易泄漏;过小,静环无法安装。就连测绘尺寸,也是将凹槽切开后才得以完成,其加工尺寸及精度就更难保证。

  2解决方法

  2.1改进密封轴套材质

  选择耐腐蚀不锈钢材料制作密封轴套,并对轴套安装机械密封处表面进行热处理,增加耐磨性。

  2.2改造密封函体

  把安装静环胶圈处的凹槽由整体式改为压盖对开式,保证加工尺寸和精度,使密封圈安装精度增加。实践证明,经过如此改造,解决了后端面密封静环处的滴漏问题。

  2.3控制杂质浓度,防止杂质附着在轴套上

  (1 严格控制杂质浓度

  (2 停泵后及时冲洗(密封介质要纯净,温度为3040℃,有良好的润滑性,挥发点低于工作温度);

  (3 启动时加强盘车,点动起车;

  (4 合理选择密封圈材料、型式、尺寸,保证与轴套的安装间隙(一般在0.010.03mm,增加密封内唇弹性及强度。

  2.4提高操作和装配质量

  降低杂质含量,保持密封水压力比工作介质稳定高0.050.1MPa,停泵后及时冲洗密封腔。对检修工作进行技术培训,使其了解泵机械密封结构、性能,按规定尺寸及预紧力安装机械密封,保证安装精度和工作环境清洁,文明检修,发现问题,及时沟通解决。

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