離心泵填料密封的改造

一、前言

  在離心泵的使用過程中，離心泵填料密封的好壞直接影響著離心泵的使用效果，因此對離心泵的填料密封的改造工作非常有必要，這是提高離心泵填料密封效果的一個非常有效的辦法。 

二、離心泵機械密封結構原理 

  若需進行離心泵填料密封的改造工作，我們必須要了解離心泵機械密封的原理，離心泵機械密封是一種對精密度要求非常高的精密部件，它的整個制造過程，從設計到加工到安裝等等都是有著非常嚴格的精密度要求的。顧名思義，密封就是利用來防止一些流體外泄的，所以我們必須要在設計機械密封的時候全面考慮，既要考慮使用的環境，還需要考慮機械密封運行時候的潤滑油沒有做好，有沒有達到應該有的一些技術要求，只有這樣才能保證機械密封的密封效果，。其實，機械密封簡單的說就是通過端面密封來達到應該有的密封效果，通過流體壓力，和機械外加的壓力保持密封，這樣通過一定的相對滑動，就能保持穩定的密封狀態。但是離心泵機械密封的型號比較多，也容易出一些故障，而最明顯的故障表現就是泄露，我們也對離心泵機械密封出現泄露的幾個基本的點，做了一個探究，發現通常情況下機械密封出現問題都是在這幾個點上：

 1、運動和靜止的端面上；

 2、壓蓋與密封泵體之間的密封處；

 3、袖套與泵軸之間的密封處；

 4、壓蓋和靜環接觸的密封位置；

 5、動環與軸套所接觸的密封的位置。也就是這五個位置最容易出現泄漏。 

三、填料密封缺陷分析 

 1、填料壓蓋壓力不易控制 

     在填料密封中，盤根數目一般為6-7根，中間有填料環。在正常工作時，必須擰緊填料壓蓋兩側的螺栓，通過產生預緊力壓緊填料，使泄漏減少。由于螺栓的松緊程度只能憑手感來判斷松緊，壓力大小難以控制且沿圓周方向分布不均，這便造成填料的側向壓力沿軸向分布不均，過小達不到密封要求，過大造成填料嚴重磨損，影響密封的穩定性和可靠性。 

 2、液封結構不合理 

    用于液封的介質來自泵的高壓區，比其他各處泄漏進填料密封的液壓高，填料密封上部的液封孔離填料壓蓋較近，一般間隔3圈填料，數量較少，導致防高壓密封液外泄的難度大。當部分填料腐蝕需添加填料時，新加的填料把舊的填料環和液封推向填料密封內部，使液封環與泵蓋上液封孔錯位而失去布液作用。密封液未經充分擴散而導致處于液封孔外側的填料承受的壓力較大，密封難度增大。另外，由于填料環安裝在填料的中間，且填料上的液封環要求與液封孔相對，中午無疑增大了更換填料的難度和工作量。 

 3、適應性受到限制 

    傳統的填料密封結構不允許轉軸有較大的徑向竄量，設計要求一般小于0.5mm，可實際使用過程中，泵在偏離設計工況下工作時，泵軸在密封處的竄量相當大，過大的竄量，必然造成填料與軸套之間較大的間隙，從而增加泄漏量，難以保證密封長期處于穩定或可靠的工作狀態，更縮短了設備運行周期。 

四、機械密封失效原因分析 

    機封投入正常運轉時，其泄漏量應控制在國標允許范圍內。在其本身結構、質量、安裝和使用等方面無問題的條件下，其使用壽命應該在24000小時左右。在實際使用過程中，若機封的使用壽命在沒達到該值的情況下就已失效，這說明在設計選型、設備運行狀況、操作條件和安裝質量均存在一定問題造成的。 

 1、泵抽空或汽蝕 

    抽空現象是由于泵在啟動前沒有灌泵或者灌泵不充分、不滿液或介質大量汽化，在性能上表現為出口壓力趨近于零，摩擦副因干或半干摩擦而產生磨損失效。拆卸時發現動靜環表面有環狀溝紋、密封圈老化等現象。 

    由于介質溫度過高，介質在葉輪入口的低壓區氣化或氣泡逸出，當氣泡隨液體流至高壓區時又產生凝聚或氣泡破裂，瞬間周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占的空間，造成液體互相撞擊，在沖擊點處形成極大的壓強，這種現象被稱為汽蝕。其特點是離心泵運轉中產生強烈的水力沖擊，表現泵出口壓力有較大幅度的波動。汽蝕發生后，水力沖擊帶動密封產生軸向振動，使動靜環及輔助密封等零件嚴重磨損。拆卸檢查時發現，彈簧卡住、靜環離位、輔助密封圈損壞、密封端面嚴重磨損及石墨環斷裂的現象。 

 2、泵振動過大 

    由于生產和安裝精度等原因，所有離心泵都存在著振動。振動原因主要為轉子不平衡、泵與電機不同心等。振動可分解為垂直、水平和軸向，其中以軸向振動對機封的危害最大。當振動加劇時，動靜環之間分離。瞬間的分離在液膜壓力作用下致使密封面開啟，出現大量泄露，如果在這瞬間摩擦副附近介質中含有固體顆粒，進入到密封端面間，則會導致密封端面損壞。 

 3、泵軸彎曲 

    機封是一種旋轉軸向的接觸式動密封。它是在流體介質和彈性元件的作用下，兩個垂直于軸線的密封端面緊密貼合、相對旋轉，從而達到密封效果，因此要求兩個密封面之間要受力均勻。如泵軸彎曲，運轉時在機械密封安裝處產生較大的撓度，使密封面之間的受力不均勻，導致密封發生泄漏。 

 4、輔助系統方面 

    機封的輔助沖洗系統可以有效地保護密封面，起到冷卻、潤滑等作用。如果泵運行后，沖洗系統沒有進行投用或者密封沖洗液液量不足，將導致密封端面處于干摩擦狀態，最終導致機封損壞。 

 5、操作方面原因 

    啟泵時，如果沒有灌泵或者排氣不充分，沖洗系統不正常投用，也將會導致機封失效損壞。 

五、離心泵密封的改造過程 

 1、改造過程 

    首先我們注意到火力發電廠一般使用的離心泵，采用的密封方式還是比較多的，但是通常情況下以前主要的還是盤根式的密封方式，所以我們的改造也就是分解離心泵原有的一些技術特點來進行的，下面來介紹下我們改造的經驗總結

（1）清理填料室。我們要進行改造，第一步就是清理工作，因為只有打開蓋進行清理，才能保證離心泵內部沒有雜質，必須要把水封圈也拿掉。這個工作可以和離心泵修理的工作同步進行，就能節省大量時間。 

（2）離心泵填料室鉆孔。要在填料室加裝上接頭，也必須要加裝上注射孔，才能注射填料，也才能更好地完成，注意填料的時候各種設備接口的匹配，減少填料過程出問題。 

（3）加盤根。通過增加盤根的方式，尤其是采用了一些有機化學元素制成的盤根，就能夠很好的解決泄露的問題，但是必須要注意加盤根要密封好，不能出現不必要的縫隙，而失去作用。 

（4）加填料。可以手動的進行加料，但是不要加的太緊，最后合上蓋子，再用填料槍，這樣的效果比較好。 

  2、改造時注意事項 

（1）改造只能在正壓泵上進行。由于如果這樣的改造在負壓泵上進行，就會導致材料被吸入，造成對泵的破壞。 

（2）盤根壓蓋不要太緊。盤根不能太緊，因為填料太滿也容易出問題的，所以我們必須要注意要讓盤根有一定的空間。 

（3）填料補充。改造完成后也需要進行實驗，必須要驗證改造是否成功，可能在才開始啟動的時候，會有一些填料被擠出，但是不會有太大影響，只是需要進行一些填料的補充，通過補充來繼續進行工作。填料要分次慢慢進行，而且要有一定的間隔時間，必須要保證填料和軸套要磨合好，才不會出問題。 

（4）對泵蓋上注射孔接頭的要求。離心泵蓋子上設置了注射孔，所以我們就必須要保證填料的注射孔能夠和蓋子配合緊密，必須要壓緊填料以后又蓋緊蓋子。 

（5）填料注射的時候要盡量的溫和一些，不能用力過度，這樣會造成一定的問題，所以注意不能填料過猛。 

 3、離心泵改造優點 

    通過改造前后泵的運行狀況的比較，改造后有以下幾個優點： 

（1）節約資金。改造過后的機械密封使用效果比較好，能夠節約很多的資金，而且使用周期更長，密封效果更好。

（2）維護量小且方便。機械密封在產生泄漏的話，維護起來也是比較容易的，能夠在短時間進行處理，處理的方式也比以前能夠有很多的改善，便于處理，而且安全性也提高了很多。 

（3）密封效果好，安全性高，使用范圍廣，該填料無污染，無毒，潤滑性能好，耐磨性高，而且有良好的不滲透性，對保護軸套有利。 

六、結束語 

    最后，離心泵填料密封的改造非常重要，針對目前離心泵填料密封條件不好，使用效果不佳的情況，更加需要明確離心泵填料密封的改造的具體方法，提高離心泵填料密封的改造的效果。