趙學軍

摘 要：近些年來由于機械密封的廣泛使用，使得許多泵類生產(chǎn)廠家以基本完成了升級改造，更新出以機械密封為主的新一代泵類產(chǎn)品。其產(chǎn)品以更加節(jié)能，極佳的密封效果為特點廣泛推行于市場。90年代以前的產(chǎn)品主要以盤根填料式密封為主。雖經(jīng)過了多年的使用一般的使用廠家都積累了較為豐富的運行維護經(jīng)驗，但與現(xiàn)在的新一代產(chǎn)品相比，缺乏了明顯的競爭優(yōu)勢。給使用廠家增加了不必要的成本開支外，還對維護人員和清潔文明生產(chǎn)制造帶來諸多不便。因此如何在不增加大的成本投入下實現(xiàn)升級換代，已成為非常有價值的一個技術(shù)課題。

關(guān)鍵詞：機械密封；盤根密封；水泵；工作原理

引言

主要針對早期成立的火力發(fā)電廠或與流體類有關(guān)的工廠、泵站等設(shè)備設(shè)施，各類水泵、油泵、酸堿泵等泵類的密封升級改造。

1 盤根密封的工作原理和機械密封的工作原理

1.1 盤根密封的工作原理

盤根密封原理主要在于軸承效應(yīng)和迷宮效應(yīng)。盤根的軸承效應(yīng)是指在盤根填料和軸之間，會因為張力的作用形成一層液膜，使盤根填料和軸形成類似于滑動軸承的關(guān)系，這樣盤根填料和軸就不會因為過度摩擦而出現(xiàn)磨損。盤根的迷宮效應(yīng)則是指軸的表面平整程度無法達到圍觀水平，盤根和軸只能部分貼合而做不到完全貼合，在盤根和軸之間永遠存在著極為微小的間隙，這些間隙就形成了迷宮帶，介質(zhì)在其中被多次節(jié)流，而達到密封的作用。

1.2 機械密封的工作原理

機械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸做相對滑動的端面在流體壓力和補償機構(gòu)的彈力或磁力作用下，保持貼合并配以輔助密封（O型密封圈），達到阻漏的軸封裝置。是依靠彈性元件對動、靜環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置。其中動環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動環(huán)靠密封室中液體的壓力和彈性元件的推力使其壓緊在靜環(huán)的端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達到密封的作用，機械密封又稱為端面密封。

2 機械密封的優(yōu)缺點

2.1 機械密封的優(yōu)點

（1）密封效果好，可達到無泄漏；（2）使用壽命長；（3）減少泵軸的磨損；（4）適用范圍廣可在目前常用的介質(zhì)、溫度、壓力、轉(zhuǎn)速不同軸頸下使用；（5）節(jié)電效果明顯。

2.2 機械密封的缺點

（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件多；（2）對軸向和徑向跳動要求高，增加了泵的加工成本；（3）損壞后維修不便；（4）選型要求高須根據(jù)介質(zhì)的物理和化學性質(zhì)，工藝參數(shù)及安裝密封的空間來選擇合適的結(jié)構(gòu)形式密封。

3 實際改造成型范例

牡丹江北方水泥有限公司發(fā)電車間，是成立于2000年的水泥廠自備電站，擁有裝機容量12MW汽輪發(fā)電機組的火力發(fā)電廠。配備一臺45噸循環(huán)流化床中溫中壓鍋爐，和一臺20噸的中溫中壓余熱鍋爐。2010年實施了純低溫余熱改造，廢掉兩臺中溫中壓鍋爐，新建四臺純低溫余熱鍋爐，通過改造將12MW中壓汽輪發(fā)電機組，改造為9MW低溫低壓發(fā)電機組。實現(xiàn)了從燃煤電廠到純余熱電廠的轉(zhuǎn)型。為了降低改造成本，留用了很多原有設(shè)備，尤其水泵類設(shè)備90%仍然采用原設(shè)備。

在新增的水泵中全部采用了機械密封，與原有水泵的盤根密封形成了鮮明的對比：（1）機械密封與盤根密封在密封性能上，機械密封要比盤根密封漏泄量小的多，僅為盤根密封漏泄量的1%。（2）使用壽命長，兩年以內(nèi)無需更換，以往盤根密封每60天左右就要進行一次更換。（3）消耗功率較少同比盤根密封省電5%以上。（4）減少了軸或軸承的磨損。

通過摸索對比先后將車間的兩臺循環(huán)水泵、兩臺射水泵、凝結(jié)水泵共6臺泵進行了進行密封改造。改造后均收到了良好的效果。

3.1 循環(huán)水泵（20HBA）在未改為機械密封前，每年至少要更換4次油盤根，每次更換量在1公斤左右，市場價格30元.，由于盤根磨損所致3年左右需更換一根水泵軸及配套軸瓦，費用在7000元左右，不計人工費用每臺水泵每年消耗在2500元左右。而改為機械密封后費用方面每臺泵的機械密封價格在600元左右，至少一個大修期在3年以上，由于摩擦阻力的降低使電耗每小時下降8度，全年節(jié)電在58000度，降低成本3萬元左右。因此機械密封于盤根密封相比優(yōu)勢十分明顯。

3.2凝結(jié)水泵（4N6）由于泵的功率較小，改造前后最大的變化是除每年可節(jié)約少量電費和維護費用外，最主要的是使凝結(jié)泵的穩(wěn)定性得以大幅提升，原盤根密封時，由于盤根磨損經(jīng)常出現(xiàn)漏真空不打水現(xiàn)象，嚴重威脅汽輪機的安全穩(wěn)定運行，同時造成凝結(jié)水中含氧量升高，腐蝕熱力設(shè)備。更換了機械密封后，經(jīng)過兩年多的運行，未發(fā)生一起因軸端漏真空而影響主機設(shè)備運行的情況，使設(shè)備的可靠性系數(shù)得以大幅提高，保證了機組安全經(jīng)濟運行。

3.3 射水泵（IS-125-100-200）在未改為機械密封前，每年至少要更換4次油盤根，每次更換量在0.3公斤左右，市場價格30元.，由于盤根磨損所致5年左右需更換一根水泵軸及配套軸瓦，費用在1500元左右，不計人工費用每臺水泵每年消耗在350元左右。1套配套機械密封的價格在150元左右，可使用4年左右，平均每年維護費用在40元，遠低于盤根密封的維護費用。同時可年節(jié)電10800度，降低成本5400元。

4 結(jié)束語

綜合上述成功的改造范例，改造后的密封，結(jié)構(gòu)可靠，運行中基本不漏，維護量少，并且節(jié)電效果明顯。同時提高了密封性能，節(jié)省了檢修費用。這些都保證了設(shè)備長周期，經(jīng)濟，高效運轉(zhuǎn)，因此，機械密封適合全面推廣。

參考文獻

[1]顧永泉.機械密封實用技術(shù)[M].北京機械工業(yè)出版社，2002.endprint