2006年34卷第4期广州化工
・71・
硫酸铵装置泵用机械密封的改进化工设备
李朔新,李德胜
(大庆炼化公司聚合物一厂,黑龙江大庆163411)
摘 要:通过对硫酸铵装置关键泵机械密封泄漏原因的分析,改进了原有的机械密封结构和材质,并成功应用于生产
中,解决了困扰生产的机械密封泄漏的问题。
关键词:机械密封;硫酸铵
ImprovementoftheMechanicalSealoftheAmmoniumSulfateEquipments
LIShuo2xin,LIDe2sheng(PolymerWorkofDaqingRefiningChemicalCo.,Daqing 163411,China)
Abstract:Throughanalyzingtheleakreasontothekeypumpsmechanicalsealoftheammoniumsulfatee2
quipments,thestructureandmaterialsoftheoriginalmechanicalsealwereimproved.Theimprovedammoniumsulfateequipsweresucceedappliedinproduceandresolvedtheproblemofthemechanicalsealleakiness.
Keywords:mechanicalseal;ammoniumsulfate
随着石油化工及能源工业的发展,人们对转动设备的要求越来越高,希望转动设备能长周期稳定运行。影响转动设备长周期运行的因素主要有两个,一是密封的使用寿命,二是轴承的使用寿命。其中密封的使用寿命对设备运转影响更大。大庆炼化公司聚合物一厂综合加车间硫酸铵装置主要物料泵P-2013、P-2003,原采用双端面机械密封,密封液采用脱盐水,操作温度100℃,操作吸入压力0.05Mpa,出口压力0.8Mpa,介质硫酸铵混合物,通过生产发现密封运行不稳定,机械密封使用寿命短。该泵是综合加工硫酸铵装置的关键设备,它的停机将使整个装置无法正常运行,该泵自1995年9月投产运行以来,曾多次发生介质泄漏的故障,虽经多次检修更换新的密封部件,但效果都不理想,该泵故障频繁,不但损耗大量介质,增加了维修费用,而且还给装置稳定生产带来很大隐患,通过我们分析查找其泄漏原因,对原密封进行了改进,收到良好的效果。
副要保证紧密贴合、组成密封面以防止介质泄漏,要求摩擦副要有良好的耐磨性;动环可以轴向移动,自动补偿密封面磨损,使之与静环良好的贴合。弹性元件主要起补偿、预紧
[2]
及缓冲作用。
2 原有机械密封损坏症状及原因分析
2.1 摩擦副:
1 机械密封基本原理
轴向端面机械密封,简称端面密封,又称机械密封,是常
用的旋转轴密封,特别是在石油化工装置的机泵中应用最普遍。1885年英国最早出现第一个机械密封专利。在第二次世界大战期间机械密封用于化工泵中,我国60年代初期在兰州炼油厂等最先广泛使用机械密封,目前在炼油化工装置中85%以上采用机械密封[1]。
机械端面密封是一种靠弹性元件对静、动环端面摩擦副的预紧和介质压力与弹性原件的压紧来达到密封的轴向旋转密封装置。主要原件有:端面摩擦副(静环和动环)、弹性元件、辅助密封、传动件、防转件、紧固件和轴套。其中摩擦
机械密封动环材料石墨、静环材料硬质合金,在动环表
面周围有积碳现象,是由于动环材料石墨被咬蚀和爆裂后而形成;静环表面径向产生裂纹,并有彗星状纹理,是由于密封面液膜在液体转变蒸汽后,出现汽化、闪蒸现象,而密封面摩擦产生热量未能及时有效地散除,使密封面间局部液膜发生沸腾,产生汽化闪蒸现象造成的。同时摩擦副间磨损也较为严重,说明动、静环的材质选择不合适。2.2 辅助密封:
辅助密封圈拆卸后表面有溶胀现象并没有弹力,说明密封圈不适合现有的工况条件是造成密封泄漏原因之一。2.3 检查弹性元件
将拆卸下的弹性元件用力反复压,检验保持原有的自由高度不变,弹簧没有断裂,表面无腐蚀等现象,说明弹性系统能够满足机械密封正常运转的要求,机械密封失效弹性元件不是主要原因。2.4 检查各部安装配合尺寸
将各部零件清洁后,再次安装符合安装尺寸的要求。综上分析,密封泄漏主要原因是由于动环、静环表面干磨产生热裂纹,辅助密封圈溶胀,使密封失效。
),女,工程师,1993年毕业于石油大学,现在大庆炼化公司聚合物一厂从事技术管理工作,已发表论文一篇。作者简介:李朔新(1970-
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・72・3 机械密封的改进
3.1 机械密封受力分析
广州化工2006年34卷第4期
分析密封环的受力状况,目的是分析密封环在工作状态下受力种类、方向和大小,在此项基础上,计算出端面比压。动环受的有弹簧力Ft和介质压力Fp方向一致,力图使密封面闭合,称为闭合力。液膜压力Fm力图使密封面分开,称为开启力,故密封环受力的合力F=Ft+Fp-Fm必须大于零(即Ft+Fp>Fm)[3]。3.2 机械密封端面比压
机械密封端面比压是随机械密封平衡系数K的增加使密封面间液膜减少,闭合力F增加密封面产生的磨擦热量不能及时带走,汽化半径增加,机械密封易泄漏,计算原设计平衡系数K=0.85,通过改变原来密封面密度,使平衡系数降低到0.75,汽化半径减少,可以提高机封使用寿命。3.3 摩擦副材质的选择
由于介质中含有硫酸铵结晶和其它微晶颗粒,极易对密封端面造成磨损,固将原有密封动、静环的材料改用硬对硬材料密封副,减少材料磨损。通过热裂配对实验和介质硬度比较选用两种碳化硅硬质合金材料。并且密封面带锐边,防
止固体颗粒进入密封面间。弹簧采用静止式大弹簧机械密封,弹簧置于压盖内不与固体颗粒接触。3.4 辅助密封
将原有密封的辅助密封材料国产材料F26,改用进口材料G621,使之达到与介质的相溶性。
4 结论及效果评价
将机械密封改进后安装,已成功运行14个月,期间经历了多次开停工、封水含杂质等恶劣工况的考验。没有发生泄漏,将离心泵解体后,检查机械密封的动、静环表面。发现磨损非常小。证明改进非常成功。同时机械密封使用寿命由原来的运转720小时,增加到4800小时,从而为企业降低了成本,减少维修费用。保证了硫酸铵装置的安、稳、长、满、优的生产。并取得了一定的经济效益。
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[3] 顾永泉.机械密封实用技术.北京.机械工业出版社,20011
(上接第70页)
作为远洋船只的防护涂料,在涂料中掺入电气石微粉,
能吸附阴离子,并且通过对水的电解形成单一分子膜,可阻止海洋生物如贝类、藻类附着在船体上生长,从而避免了有害的涂料对海洋环境的破坏。
纤维中,使其附有电气石的各种功能,使纤维制成织物,该织物和人体接触后,能在皮肤表面产生微弱电流,刺激血液循环,调整自律神经,并形成空气中的负离子等效应。现在对电气石的主要研发方向是充分、深入发掘它天然的属性,使其在环保领域中达到更好的效果。
6 电气石释放负离子功能及应用
据大地测量学和地理物理学国际联盟大气联合委员会报导:空气负离子的分子式是O2(H2O)n,或OH-(H2O)n。电气石能够使其周围空气中的水分子发生微弱电解作用;4H2O电解OH→H+,氢离子由电气石电极之间的微弱电流中得到电子:2H+2e→H2↑,氢氧根离子与水分子结合形成空气负离子:OH+nH2O→O-H(H2O)n,黑电气石释放负离子浓度较高,超细电气石粉平均最大值可达25600个/
9]
cm3[7、。
因而在某种情况下可取代常见的电晕放电或超声雾化式的空气负离子发生器,也补充了水体下制备负离子的新技术。负离子的生物效应有:(1)使氧自由基无毒化;(2)使体液呈弱碱;(3)使空气质量得到改善;(4)负离子对促进健康有直接效应;(5)负离子对人体各系统有直接生理效应;(6)负离子对疾病有辅助治疗和康复作用。空气负离子的作用已被广大医学界所认同,除了有益人体健康之外,还具有杀菌、除尘、除用。电气石释放负离子不耗能,不产生臭氧和活性氧,是理想的绿色环保材料,目前国内外对电气石的开发研究已经取得了一定的进展。
电气石:由于其具有类似于磁铁磁极的自然电极,电气石被广泛地应用于环境保护、日常生活等许多领域。其中一个主要用途就是应用于纺织品,将电气石矿物超细粉碎加入
参考文献
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