機(jī)械密封在堿泵上的泄露分析及改進(jìn)方案
通過對乙烯裝置堿液循環(huán)泵機(jī)械密封頻繁失效的原因進(jìn)行分析，改進(jìn)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(jì)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(shí)際運(yùn)行中，頻繁發(fā)生泄漏，機(jī)械密封在安裝運(yùn)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(yán)重影響了裝置的環(huán)保達(dá)標(biāo)和長期穩(wěn)定運(yùn)行。
（1） 基本情況：該泵為單吸懸臂臥式離心泵，主要技術(shù)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(yáng)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(jī)轉(zhuǎn)數(shù):2950r/m
將失效后的機(jī)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?fàn)罹酆衔?、顆粒等雜質(zhì)和結(jié)晶物
(4)彈簧銹蝕嚴(yán)重，被雜質(zhì)和結(jié)晶物卡澀，彈性不足。
（2）失效分析
一般機(jī)械密封失效主要有4種形式，即腐蝕、熱損、磨損和安裝、運(yùn)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。考慮到密封腔內(nèi)結(jié)晶物和銹皮較多，同時結(jié)合機(jī)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(jìn)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(bǔ)償?shù)拿?，又將原?zhǔn)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(jī)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(jìn)一步提高了機(jī)封的整體性能。波紋管既提供彈性補(bǔ)償又提供扭矩，具有更好的追隨性和補(bǔ)償能力。
b.靜環(huán)補(bǔ)償取代動環(huán)補(bǔ)償：在機(jī)封組件中動環(huán)部分的質(zhì)量遠(yuǎn)比靜環(huán)部分大，故運(yùn)轉(zhuǎn)起來旋轉(zhuǎn)動量也大。改為靜環(huán)補(bǔ)償后降低了旋轉(zhuǎn)動量，提高了整個機(jī)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(guān)資料推薦，將間隙由原來的0.38mm增至0.5mm。
d.適當(dāng)增大沖冼線孔徑：針對結(jié)晶物和銹皮較多的實(shí)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(yīng)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(jìn)入密封腔，為機(jī)械密封提供較為理想的工作環(huán)境。