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    高溫不銹鋼泵雙端面機械密封的研究

    興東高溫油泵 發布時間:2018-08-15

    單端面波紋管機械密封系統、、使用范圍廣,但在實際使用中存在許多問題,如密封介質易產生泄漏,造成物料損失和環境污染;密封端面存在摩擦磨損、使用壽命短;密封件易產生熱變形、熱裂、熱脹失效等。隨著   、環保及節能要求的提高,煉化企業對高溫不銹鋼泵密封裝置使用性能的要求越來越高。
      為   高溫不銹鋼泵機械密封的狀況,研究了一種新型非接觸式油膜機械密封。
      1、雙端面機械密封的結構和土作原理
      液膜潤滑非接觸式機械密封與接觸式機械密封相組合的雙端面密封結構:左側為一非接觸式波紋管機械密封,右側為一接觸式波紋管機械密封。工作原理為:   先,通過主壓蓋上的注入孔通進潔凈的冷卻沖洗蠟油,其壓力可在   范圍內(0.3~0.5MPa)變化;右側的接觸式機械密封在運行狀態下主要是阻止沖洗蠟油向大氣外泄漏,而左側非接觸式機械密封能把少量的潔凈蠟油(不超過5L/h)增壓后泵送入密封箱內。該密封結構的關鍵是設計的非接觸式機械密封能使低壓蠟油增壓至超過重油的壓力,阻止重油進入機械密封的附近區域。
      正常運行狀態下,應通過壓蓋上的注入孔通進潔凈的沖洗蠟油,其注入壓力控制在0.3~0.5MPa之間。此時,盡管沖洗油的壓力小于密封重油的壓力(大于0.6MPa),但由于非接觸式機械密封具有增壓泵送作用,使蠟油經非接觸式機械密封后壓力增加至大于密封重油的壓力,從而使少量的潔凈蠟油輸送進泵內,能夠   重油的泄漏及對環境的污染,達到健康、   和環保生產的要求。
      2、雙端面機械密封土作參數
      雙端面機械密封的參數主要有工況參數:轉速、壓力等,密封性能參數:泵入量、端面溫升、摩擦扭矩等。
      (1)密封腔壓力的測量
      采用外加設備使密封流體循環和增壓的實驗臺,一般均直接測量密封腔的平均壓力。采用在密封腔上安裝   壓力表測量密封腔介質和封液的壓力,壓力表便于直接讀數。
      (2)泵入量的測量
      泵入量是液膜非接觸式密封的一個重要指標,可采用流量計測量。
      (3)摩擦扭矩的測量
      機械密封端面摩擦扭矩的測量主要采用支反力法和傳遞法。支反力法根據動力機械在轉動扭矩的作用下所產生支座反力的變化來測量扭矩;傳遞法根據彈性元件在傳遞扭矩時所產生的物理參數的變化來測量扭矩。采用在電機與密封主軸之間安裝扭矩傳感器,傳感器將測得的信號傳遞給扭矩轉速儀,然后將扭矩儀的信號輸入計算機,通過計算機內的數據采集卡,用已編寫的機械密封測控軟件進行信號采集和數據處理,可獲得轉軸扭矩。
      (4)溫度的測量
      機械密封端面溫度的測量主要有熱電阻法、熱電偶法和紅外測量法。熱電阻法利用導體或半導體的電阻隨溫度變化的性質進行測量;紅外測量法是用紅外色譜儀測溫的一種方法。采用紅外測量法可測量密封端面溫度和密封腔流體溫度。
      3、雙端面機械密封的優點
      雙端面機械密封具有許多優良性能,主要表現在以下方面:
      (1)密封效果好
      利用螺旋槽可實現封油向介質泵送,避免熱油向外泄漏。而密封外側接觸式密封防止了封油泄漏問題。
      (2)端面溫度低
      雖然溫度較高,但是   高溫度約100℃,比現場應用中摩擦副處于350℃的情況改變很大,如果再采用背冷方式,溫度會   低。
      (3)冷卻水用量少
      只有在背冷時才用冷卻水,比原來現場冷卻水用量大幅度降低。
      (4)端面磨損小、壽命長
      通過對連續運轉后的密封動、靜環的分析研究,非接觸式動、靜環的端面幾乎未磨損,接觸式端面磨損比原來用密封端面時減輕,且熱裂情況未發生,使用壽命延長。
      4、工業應用要求
      為雙端面機械密封的正常運轉,實現其優良的密封功能,應用中應滿足如下要求:
      (1)雙端面機械密封之間需注入沖洗冷卻蠟油,其壓力控制0.3~0.5MPa,且應將蠟油進行過濾。
      (2)根據高溫不銹鋼泵現場條件,選擇采用外沖洗冷卻輔助系統,冷卻蠟油的溫度控制在150℃以下。
      (3)密封運行過程中應定期對外側密封溫度進行監測,其溫度控制在200℃以下。
      高溫不銹鋼泵原采用接觸式波紋管機械密封,易發生熱油泄漏著火,造成物料損失,還帶來嚴重的   隱患等問題。雙端面機械密封解決了密封介質頻繁泄漏問題,密封效果好,使用壽命長,端面溫度低,控制了因高溫造成的端面熱裂和環烷酸對密封件的腐蝕,此外,輔助系統結構簡單,冷卻水用量少,經濟效益好,符合長周期   運行的要求及環境保護要求,具有工業推廣價值。

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