單端面波紋管機械密封系統、、使用范圍廣,但在實(shí)際使用中存在許多問(wèn)題,如密封介質(zhì)易產(chǎn)生泄漏,造成物料損失和環(huán)境污染;密封端面存在摩擦磨損、使用壽命短;密封件易產(chǎn)生熱變形、熱裂、熱脹失效等。隨著(zhù) 、環(huán)保及節能要求的提高,煉化企業(yè)對高溫不銹鋼泵密封裝置使用性能的要求越來(lái)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(guò)主壓蓋上的注入孔通進(jìn)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(tài)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(guò)5L/h)增壓后泵送入密封箱內。該密封結構的關(guān)鍵是設計的非接觸式機械密封能使低壓蠟油增壓至超過(guò)重油的壓力,阻止重油進(jìn)入機械密封的附近區域。
正常運行狀態(tài)下,應通過(guò)壓蓋上的注入孔通進(jìn)潔凈的沖洗蠟油,其注入壓力控制在0.3~0.5MPa之間。此時(shí),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(jīng)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(jìn)泵內,能夠 重油的泄漏及對環(huán)境的污染,達到健康、 和環(huán)保生產(chǎn)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(huán)和增壓的實(shí)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(zhì)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(gè)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(dòng)力機械在轉動(dòng)扭矩的作用下所產(chǎn)生支座反力的變化來(lái)測量扭矩;傳遞法根據彈性元件在傳遞扭矩時(shí)所產(chǎn)生的物理參數的變化來(lái)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(guò)計算機內的數據采集卡,用已編寫(xiě)的機械密封測控軟件進(jìn)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(zhì)進(jìn)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(yōu)點(diǎn)
雙端面機械密封具有許多優(yōu)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(shí)現封油向介質(zhì)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(wèn)題。
(2)端面溫度低
雖然溫度較高,但是 高溫度約100℃,比現場(chǎng)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(huì ) 低。
(3)冷卻水用量少
只有在背冷時(shí)才用冷卻水,比原來(lái)現場(chǎng)冷卻水用量大幅度降低。
(4)端面磨損小、壽命長(cháng)
通過(guò)對連續運轉后的密封動(dòng)、靜環(huán)的分析研究,非接觸式動(dòng)、靜環(huán)的端面幾乎未磨損,接觸式端面磨損比原來(lái)用密封端面時(shí)減輕,且熱裂情況未發(fā)生,使用壽命延長(cháng)。
4、工業(yè)應用要求
為雙端面機械密封的正常運轉,實(shí)現其優(yōu)良的密封功能,應用中應滿(mǎn)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(jìn)行過(guò)濾。
(2)根據高溫不銹鋼泵現場(chǎng)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(guò)程中應定期對外側密封溫度進(jìn)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(fā)生熱油泄漏著(zhù)火,造成物料損失,還帶來(lái)嚴重的 隱患等問(wèn)題。雙端面機械密封解決了密封介質(zhì)頻繁泄漏問(wèn)題,密封效果好,使用壽命長(cháng),端面溫度低,控制了因高溫造成的端面熱裂和環(huán)烷酸對密封件的腐蝕,此外,輔助系統結構簡(jiǎn)單,冷卻水用量少,經(jīng)濟效益好,符合長(cháng)周期 運行的要求及環(huán)境保護要求,具有工業(yè)推廣價(jià)值。