搅拌釜是石油化工、化纤、制药等工业生产中的核心设备之一,轴封是影响搅拌釜性能的关键因素。目前,绝大多数搅拌釜的轴封采用机械密封结构,但在用的釜用机械密封经常过早发生失效,达不到预期的寿命,严重影响企业生产。传统的釜用机械密封装置监控系统十分落后,无法实时监测机械密封的运行状态并在密封失效早期作出预警,最终导致密封彻底失效。因此,本文展开釜用机械密封失效分析和监控系统相关的研究,以期提高釜用机械密封运行的可靠性。以釜用机械密封过量泄漏为顶事件建立了釜用机械密封失效故障树,得到了较为全面的釜用机械密封失效路径和基本原因。通过故障树分析得到：密封端面泄漏对造成釜用机械密封过量泄漏的影响最大；在可能引起釜用机械密封失效的原因中,设计类和使用类因素占较大的比重,制造和安装类因素占较小的比重；其中,阻封方式选择或操作不当是当前釜用机械密封应用存在的一个普遍问题。提出了釜用机械密封失效基本原因对应的一般性对策。利用ANSYS和MATLAB软件建立了考虑密封端面实际变形的影响的接触式机械密封端面泄漏率流固耦合数值计算模型,研究了密封端面泄漏率的主要影响因素对端面泄漏率的影响规律。密封端面泄漏率随密封介质压力、密封端面压差、密封端面表面粗糙度的增大而增大,随弹簧比压的增大而减小,且密封端面压差、密封端面表面粗糙度对端面泄漏率的影响比较显著。分析了恒压型和恒压差型阻封方式下釜用机械密封运行过程中密封端面两侧的承压特点,并采用ANSYS软件计算了密封端面的应力分布,进而计算密封端面运行过程中的最大pcV值。以稳定磨损后密封端面在运行过程中的最大pcV值为指标判断端面磨损状态的好坏,恒压型阻封方式下釜用机械密封端面的接触磨损状态要好于恒压差型阻封方式。提出了釜用机械密封阻封方式的操作建议,即如果工艺允许,应先稳定密封工作压力再运行釜用机械密封。研发了基于泄漏灵敏管的釜用机械密封泄漏率监测系统,分析了液位变送器测量精度、灵敏管规格和计算液位时间间隔对泄漏率计算误差的影响,给出泄漏灵敏管规格和液位计算时间间隔的选择方法。以LAB VIEW软件为开发平台设计了监控系统的泄漏率监测与报警程序和补液罐阻封液自动补液程序。搭建了基于泄漏灵敏管的釜用机械密封泄漏率监测与报警试验台,对监控系统进行性能测试,验证了设计程序的正确性。本文研究的内容对于指导釜用机械密封的设计、制造和使用维护,完善釜用机械密封失效机理的理论研究,进而提高釜用机械密封运行的可靠性具有重要的科研和工程实际意义。