機械密封在堿泵上的泄露分析及改進方案

通過對乙烯裝置堿液循環(huán)泵機械密封頻繁失效的原因進行分析，改進了密封結(jié)構(gòu)和摩擦副材料，取得了良好的密封效果和經(jīng)濟效益。
    乙烯裝置壓縮系統(tǒng)濃堿液循環(huán)泵是堿洗塔的塔底循環(huán)泵，它將經(jīng)裂解氣堿洗過的堿液輸送到塔頂，使堿液循環(huán)使用。該泵在實際運行中，頻繁發(fā)生泄漏，機械密封在安裝運行一周左右開始微漏，1～2個月內(nèi)泄漏量增大，無法繼續(xù)使用。嚴重影響了裝置的環(huán)保達標和長期穩(wěn)定運行。

   （1） 基本情況：該泵為單吸懸臂臥式離心泵，主要技術參數(shù)如下
　　介質(zhì)成份:含膠狀、顆粒雜質(zhì)的20%NaOH液體
　　介質(zhì)溫度:45℃
　　介質(zhì)粘度:1070CP
　　流量:30m3/h
　　揚程:18m
　　吸入壓力:1.078MPa
　　排出壓力:1.272MPa
　　軸功率:2.7KW續(xù)使用。
　　電機轉(zhuǎn)數(shù):2950r/m

    將失效后的機械密封解體，其損壞情況如下：
　　(1)動環(huán)和動環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞
　　(2)動環(huán)和靜環(huán)有環(huán)狀磨損痕跡
　　(3)密封腔內(nèi)有焦狀聚合物、顆粒等雜質(zhì)和結(jié)晶物
　　(4)彈簧銹蝕嚴重，被雜質(zhì)和結(jié)晶物卡澀，彈性不足。

 （2）失效分析

   一般機械密封失效主要有4種形式，即腐蝕、熱損、磨損和安裝、運轉(zhuǎn)等因素引起的失效。該泵解體后密封面無劃痕和磨損，因此可以排除密封面物理損傷方面的原因?？紤]到密封腔內(nèi)結(jié)晶物和銹皮較多，同時結(jié)合機械密封失效的諸多表現(xiàn)，初步判定所輸送介質(zhì)的易結(jié)晶性和腐蝕性是引起密封失效的主要原因。

（3）改進措施

  a.改變彈性元件結(jié)構(gòu)：將彈性元件由彈簧改為波紋管，波紋管既是彈性元件又是動環(huán)的輔助密封圈，省去原動環(huán)與軸套間的O型圈，只須在動環(huán)座尾處加一密封墊封住該處的物料，這樣既解決了O型圈密封與補償?shù)拿?，又將原準靜密封改為完全靜密封，使密封的可靠性提高。改用波紋管還省去了彈簧機械密封的傳動銷以及動環(huán)與動環(huán)座之間的配合面，避免了由固體顆粒物的沉積而引起的動環(huán)動作失靈，進一步提高了機封的整體性能。波紋管既提供彈性補償又提供扭矩，具有更好的追隨性和補償能力。

  b.靜環(huán)補償取代動環(huán)補償：在機封組件中動環(huán)部分的質(zhì)量遠比靜環(huán)部分大，故運轉(zhuǎn)起來旋轉(zhuǎn)動量也大。改為靜環(huán)補償后降低了旋轉(zhuǎn)動量，提高了整個機封組件的穩(wěn)定性和可靠性。

  c.增大動環(huán)與軸套間隙：增大該間隙可避免結(jié)晶物和銹皮的沉積，在保證端面比壓的前提下增大動環(huán)內(nèi)徑或減小軸套內(nèi)徑均可。根據(jù)有關資料推薦，將間隙由原來的0.38mm增至0.5mm。

  d.適當增大沖冼線孔徑：針對結(jié)晶物和銹皮較多的實際情況，增加沖洗量可以有效地解決固體顆粒物的沉積，故須將原沖洗線孔徑由12.7mm增至19.05mm。但應注意，過大地增加孔徑會降低泵的效率。

  e.增加入口濾網(wǎng)目數(shù)：增加濾網(wǎng)目數(shù)可有效防止固體顆粒物進入密封腔，為機械密封提供較為理想的工作環(huán)境。