产品分类

机械密封在渣浆泵的应用研究



      摘要:机械密封摩擦副工作温度状况,不仅是影响渣浆泵机械密封使用寿命的关键因素,而且是选取合理机械密封型式的重要依据。在渣浆泵机械密封的改造过程中,影响机械密封摩擦副温度变化的主要因素及部分参数的计算方法,同时建立摩擦副温度场的数学模型,利用有限元法对动、静环摩擦温度场的分布进行了模拟仿真,为渣浆泵的机械密封改造提供参考依据。结合对渣浆泵进行机械密封改造前后的实际使用情况,对改造效果进行了分析对比,结果表明对渣浆泵进行机械密封改造不仅可行,而且能够节能、减少污染。

关键词:渣浆泵:机械密封;温度场:有限元分析





    渣浆泵的轴封历来都是一个让研究者苦苦探寻的问题,随着工业化生产水平的提高,杂质泵使用范围也在不断扩大,由于渣浆泵输送流体的特殊性,往往其中固体颗粒较大,液体的有害性相对严重,这些物质较普通的液体对轴及密封件的腐蚀和磨损都更加严重,密封一旦失效,就会出现泄漏,直接影响泵的正常运行和泵的效率(容积效率损失达总效率的10%,甚至达到40%~50%).统计显示,渣浆泵的50%的维修任务均是由于轴封故障引起的。传统渣浆泵普遍采用填料密封,但填料密封由于填科与轴直接接触,运动时相对转动,轴与轴套磨损,必须定期或不定期更换轴套;为保证填料与轴或轴套间产生的摩擦热能够及时散掉,填料密封必须保持一定量的泄漏,泄漏量不易控制;填料与轴或轴套间的摩擦,造成电机有效功率降低,增加电耗等缺点,目前在实际使用中越来越少。机械密封由于密封性好,性能稳定,泄漏量少,摩擦损失小,使用周期长,对轴或轴套磨损小,可以满足较多行业多种工况条件等优点,现在越来越多的应用于
渣浆泵的轴封上.

2渣浆泵密封方式改造原因
    80ZJ-I-A36渣浆泵原采用副叶轮十石棉盘根密封方式。设在叶轮后盖板上背叶片及与叶轮同轴旋转的副叶轮产生压头,抵抗主叶轮的出口外泄,同时起平衡轴向力的作用,但石棉盘根仍是密封的主体.盘根压紧时,密封效果较好,但轴套磨损严重;盘根较松时,又无法保证有效的密封,泄露严重。同时由于副叶轮的作用,泵的效率下降2%~3%,功率增加5%~10%,而且副叶轮只在泵运转时才能起到密封作用。因此,该密封方式中轴封使用寿命短,密封效果差,不能有效阻止泵的泄露。
    在综合考虑了机械密封的优良特性后,为修复现有渣浆泵密封的缺陷,并结合泵的结构型式特点,对渣浆泵的密封方式进行了技术改造,决定将原先副叶轮+石棉盘根密封方式改为副叶轮十机械密封方式.


3机械密封改造圭要考虑因素

3.1机械密封副材料选取
    机械密封的材料大致分为四大类;摩擦副材料、辅助密封圈材料(O型圈)、加载弹簧材料和其它结构件材料,其中摩擦副材料的选取最为关键.根据输送流体介质的不同,密封副材料分别可以为硬质合金、工程陶瓷、石墨、填充聚四氟乙烯等。由于渣浆泵输送流体的特殊性,其中含有较大固体颗粒,固体颗粒一旦进入密封副的密封端面会与密封端面产生磨损,尤其是在密封副使用软材料时,磨损愈加明显,为保证密封副能够长周期运行,决定选用密封副材料为碳化钨硬质合金的硬一硬组合,同时考虑到流体的有害性相对严重,这些物质较普通的液体对密封件的腐蚀更严重,为保证机械密封的可靠工作,辅助密封件材质选为丁磅橡胶,弹簧和其它结构件材料均选用316L不锈钢。

3.2机械密封型式的选择
    机械密封改造可选用的型式较多,一般较常选用的型式为无水型单端面机械密封或注水型双端面机械密封.无水型单端面机械密封结构简单,但运转时温升较高,易造成密封件失效注水型双端面机械密封结构较复杂,但由于注入冷却水,可带出大多数摩擦热,故密封较可靠,使用周期也较长,选用何种密封型式除取决于泵的结构特点外,更主要取决于摩擦副的温度变化。

3.3机械密封的热量计算
    机械密封摩擦副温度主要取决于摩擦副产生的热量及其分布。机械密封摩擦副端面会产生摩擦热,旋转元件与介质、冲洗流体或阻塞流体因搅拌也会生成搅拌热,此外泄漏流体、冲洗流体或者阻塞流体也会带走一部分热量。



小结
    (1)对使用中的填料密封渣浆泵进行机械密封改造,不仅能够有效减少泵的泄露和功率摩擦损失,同时也可有效降低零部件消耗和维护工作量,对于节能、减少污染和改善工作条件等具有显著的意义.
    (2)在改造过程中,应根据泵的性能参数和介质的特点合理选择不同的机械密封型式。借助计算机对密封副温度场进行仿真分析,可以快速了解摩擦副的温度分布情况,对合理选取机械密封型式有良好的指导作用。


上一篇:1
下一篇:机械密封在渣浆泵应用中的失效分析
站内搜索