在離心泵結(jié)構(gòu)的應(yīng)用過(guò)程中，為保證機(jī)械密封結(jié)構(gòu)與離心泵之間的配合足夠好，降低氣蝕、抽空等問(wèn)題出現(xiàn)概率的同時(shí)，對(duì)離心泵工作過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)、沖擊產(chǎn)生良好的緩沖效果，降低泄漏問(wèn)題出現(xiàn)的可能性，本文以某化工企業(yè)用丙烯酸異辛酯酯裝置物料轉(zhuǎn)移運(yùn)輸中懸臂式單級(jí)離心泵的機(jī)械密封改造優(yōu)化情況為例，介紹了機(jī)械密封結(jié)構(gòu)節(jié)能改造的具體方法，以期進(jìn)一步提升機(jī)械密封的適應(yīng)能力，提升離心泵的工作效果。
1、離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)工作情況的介紹
在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，單級(jí)、單吸懸臂式離心泵會(huì)在三相異步電機(jī)帶動(dòng)下，借助聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)連接運(yùn)轉(zhuǎn)，這種離心泵配備的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)為波紋管機(jī)械密封，并且為保證離心泵的工作穩(wěn)定性，離心泵機(jī)械密封配備了 plan22+61 沖洗方，機(jī)械密封沖洗液自泵出口引出，有可切換的雙聯(lián)過(guò)濾器和冷卻盤(pán)管換熱器，其中的冷卻水是由公用工程管網(wǎng)提供的。由于在離心泵工作過(guò)程中，丙烯酸酯生產(chǎn)傳輸?shù)谋┧岙愋刘ブ亟M分存在 0.1pa 左右的壓力，此時(shí)， 為保證機(jī)械密封能夠處于良好的工作狀態(tài)中，需要保證機(jī)械密封端面始終得到?jīng)_洗冷卻， 為延長(zhǎng)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的使用壽命，機(jī)械密封面的動(dòng)環(huán)采用耐腐蝕硬質(zhì)合金材料，波紋管采用耐腐蝕的哈氏合金材質(zhì)波片，密封環(huán)采用了耐高溫的柔性。在該結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用工程中，為進(jìn)一步延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命，相關(guān)工作人員采用對(duì)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行一班一清洗，并且對(duì)冷卻水壓進(jìn)行定期檢測(cè)的方式，降低離心泵出現(xiàn)故障的概率，需要注意的是，盡管這種工作方式在一定程度上保證了離心泵工作的穩(wěn)定性，但由于離心泵與機(jī)械密封屬于生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵性設(shè)備，并且出現(xiàn)損毀的概率比較大，因此，這種檢修方式不僅大大增加了工作人員的工作量，還會(huì)提升生產(chǎn)過(guò)程中時(shí)間、人力、物力資源的消耗量，進(jìn)而提高生產(chǎn)成本。
2、離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)機(jī)械方面的優(yōu)化
現(xiàn)階段，為進(jìn)一步提升離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量，相關(guān)工作人員可以從機(jī)械方面對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造，從而達(dá)到節(jié)約資源的目的。
(1) 將單端面機(jī)械密封改為雙端面機(jī)械密封
在離心泵機(jī)械密封工作過(guò)程中，由于沖洗液是含有一定量固體顆粒物，隨著工藝生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，顆粒物的含量會(huì)越來(lái)越高，因此在投入生產(chǎn)一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械密封沖洗過(guò)濾器的清洗頻次會(huì)越來(lái)越高，最終無(wú)法保障密封沖洗管線的暢通，且沖洗孔為直徑 3mm 的小孔，在后期極易發(fā)生堵塞，堵塞發(fā)生后只能停用運(yùn)行泵，并進(jìn)行工藝隔離排凈物料后使用高壓泵進(jìn)行疏通，疏通完成后延長(zhǎng)使用時(shí)間無(wú)法保證，只有通過(guò)拆泵卸解體機(jī)械密封進(jìn)行清潔后才能保證較為可靠的延長(zhǎng)使用時(shí)間。頻繁的切泵及物料排放清洗作業(yè)大大加重了操作人員的工作負(fù)擔(dān)，拆解清理工作浪費(fèi)了大量的維修工時(shí)，雖然排放的物料可以通過(guò)再次進(jìn)料回收，但無(wú)疑加大了單位產(chǎn)品的能耗。即使不發(fā)生堵塞，波紋管內(nèi)外操均會(huì)沉積大量的焦炭物質(zhì)導(dǎo)致沒(méi)有彈性，喪失補(bǔ)償能力，關(guān)鍵問(wèn)題是密封無(wú)法得到潔凈的沖洗液，導(dǎo)致密封失效，針對(duì)對(duì)此離心泵使用使用雙斷面的機(jī)械密封輔以plan53a 的沖洗方案，使用 300# 液態(tài)石蠟作為隔離液，使用 0.35mpa 低壓氮?dú)庾鳛楹缥薜膲毫υ?，虹吸罐?nèi)部有循環(huán)冷卻水盤(pán)管，保證了密封端面摩擦產(chǎn)生的熱量及傳導(dǎo)熱量能及時(shí)帶走。
(2) 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
原離心泵在結(jié)構(gòu)式為單端面機(jī)械密封，且使用波紋管作為動(dòng)環(huán)補(bǔ)償單元，軸向距離大于普通多彈簧機(jī)械密封，在改為后，由于機(jī)械密腔軸向距離不足，導(dǎo)致改造工作莫展。，機(jī)械密封廠家一般采用模塊化設(shè)計(jì)，零部件盡可能通用，這樣能大大節(jié)約采購(gòu)和制造成本，密封的可靠性也能提高。如果因此原因單獨(dú)定制密封，結(jié)構(gòu)上需要重新設(shè)計(jì)并對(duì)該模塊，導(dǎo)致密封試制成本高昂，而且可靠性無(wú)法有效保證，對(duì)此只能通過(guò)減少密封相關(guān)零部件減少軸向尺寸，最終通過(guò)評(píng)估，取消了原離心泵軸頂套，好處是密封的軸向和徑向的空間都得到緩解，缺點(diǎn)是機(jī)械密封直接頂在泵軸上，用葉輪鎖死，軸向位置無(wú)法調(diào)整，對(duì)安裝提出更高的要求，必須測(cè)量密封的軸向安裝位置，才能保證密封的壓縮量正確，由于每臺(tái)泵的軸向距離不一致，有每臺(tái)泵需要配套三個(gè)不同厚度的壓蓋墊，安裝時(shí)切忌用錯(cuò)墊片。
(3) 密封圈材質(zhì)的優(yōu)化
在離心泵雙端面機(jī)械密封的使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生介質(zhì)側(cè)有密封液滴漏的情況，經(jīng)拆卸維修通過(guò)打壓發(fā)現(xiàn)該大氣端的靜環(huán)包氟密封圈處有泄漏，該位置的密封圈對(duì)耐腐蝕有一定要求，因?yàn)橛幸欢ǖ母怕矢g性介質(zhì)會(huì)反串到密封液內(nèi)，由于包氟材質(zhì)較硬隨使用時(shí)間和存儲(chǔ)時(shí)間回彈性降低，導(dǎo)致回彈性不足與靜環(huán)接觸面一旦在安裝和使用過(guò)程中發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)后密封圈易出現(xiàn)滲漏，同時(shí)，該介質(zhì)對(duì)常用的氟橡膠有很強(qiáng)的溶脹作用，針對(duì)該情況進(jìn)行調(diào)研后，將該密封圈材質(zhì)升級(jí)為高氟橡膠圈，該材質(zhì)具有較好耐高溫、耐腐蝕性能，在條件不是特別苛刻工況下可以替代，而材料成本大大低于全氟醚橡膠圈。
3、機(jī)械密封優(yōu)化后的實(shí)務(wù)應(yīng)用測(cè)試結(jié)果
通過(guò)上述結(jié)構(gòu)改造優(yōu)化工作后，將優(yōu)化后的機(jī)械密封實(shí)務(wù)應(yīng)用于離心泵工作中，盡管機(jī)械密封的使用壽命得到了延長(zhǎng)，并且密封裝置并未出現(xiàn)明顯的故障，尤其是波紋管補(bǔ)償單元，內(nèi)部使用潔凈的液態(tài)石蠟，不再沉積結(jié)焦物，外部在泵旋轉(zhuǎn)離心力的作用下實(shí)現(xiàn)自清潔功能，效果大大好于預(yù)期，長(zhǎng)時(shí)間使用后簡(jiǎn)單對(duì)波紋管外表清洗后也能繼續(xù)使用很長(zhǎng)時(shí)間。但在使用過(guò)程中，這種優(yōu)化后的機(jī)械密封裝置仍存在一定的缺點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，在安裝過(guò)程中，這種機(jī)械密封必須嚴(yán)格控制雙面密封的壓縮量的精確性，但由于在測(cè)量過(guò)程中會(huì)對(duì)測(cè)量精確性造成影響的因素比較多，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這一裝置對(duì)安裝人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求較高。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，盡管該機(jī)械密封頂套和葉輪之間使用聚四氟乙烯密封環(huán)具備較強(qiáng)的抗腐蝕能力，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這一部件的損壞可能性仍比較大。面對(duì)上述問(wèn)題，相關(guān)工作人員可以將每臺(tái)泵的軸向的安裝尺寸進(jìn)行測(cè)量，并在密封安裝包裝中包含所需要厚度的調(diào)整墊片并做好標(biāo)識(shí)工作，降低安裝難度。頂套與葉輪間的密封圈在后續(xù)亦可以升級(jí)為全氟醚材質(zhì)密封圈，在降低其損壞的可能性的同時(shí)，提升機(jī)械密封效果。