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【摘要】引进的低温乙烯泵自投运近四年时间内,机械密封泄漏频繁。经分析,认为该泵的密封系统设计上存在一点问题。经密封系统的计算、改进,该泵频繁的密封泄漏问题得以彻底解决。
【关键词】 密封 泄漏 端面比压 PcV值 系统改进
1 概况
5WUC-16/1ND型号泵是上海石化炼化部储运装置万吨乙烯罐的物料输送泵,从德国引进。该泵自98年安装投运后近四年时间内,机械密封泄漏更换频繁,差不多一年要检修更换机械密封5~6次以上。且常常检修后不能一次解决泄漏问题,要反复检修多次。
2 问题及改进
2002年春节前后,该泵又出现密封泄漏。这次检修、运行则更不顺利,在十几天的时间内,共更换了6次密封,但泵投运后长则几十分钟,短则几分钟,就会发生输送介质从密封腔的轴颈处泄漏出来的现象。而这种情况的发生基本上均为:首先是密封腔室的乙醇瞬间外喷或内漏,在腔室压力降低的同时,输送介质乙烯迅速往外泄漏。在这种情况下,即使卸去物料压力,重新注入密封腔的乙醇,再次开泵亦无济于事,基本上开泵后马上泄漏,只得重新检修。而这几次,从拆下的机械密封动静环端面分析,除感觉中有运转过的磨痕外,检查不出有什么较明显的缺陷(包括平面平晶检查),密封圈等也没有什么问题。通过了解检修、运行的整个过程,对最后一次的检修过程层层把关,但问题还是未能解决。我认为问题不应是检修质量及备件(均是进口密封)的问题,所以从密封的设计入手进行分析,该泵的密封系统,该密封的端面比压Pc是否合适呢?该机械密封采用的是平衡型、小弹簧、双端面密封,该密封的上下弹簧压缩量均为4.5mm。我把台秤改制成弹簧压力测量器,测得在弹簧压缩4.5mm时的弹簧力Fs为15kgf。并计算了弹簧比压Ps及差级活塞的压差比C,密封的平衡系数B及加载系数K、反压系数λ等(反压系数λ取值范围多少是一个较为复杂的问题,考虑介质黏度对其所产生的影响更是不容忽视的。根据该密封面的泄漏流向分析,介质应确认为乙醇,属中型黏度的介质),计算结果如下:
窄环面积S=1/4π(d22-d2
1)=1/4π(64.32– 58.82)=5.32cm2
通过分析,我想这台泵的密封设计上是存在一点问题的,当然我也清楚由于各种因素,密封设计上选用标准的差异有时很大,特别是[ PcV ]的取值标准差异更为显著。但这泵在日常使用中密封泄漏频率很高是可以肯定的。鉴于这一点,能否从以上的分析入手,改变端面比压呢?我们在下减压腔室装过压力表,在泵运转中测得其稳定的压力为10.5 kgf/cm2。把这压力作为差级活塞的导入压力是否可行?通过计算得到:
Pc =Ps+( K - λ) Pb = Ps + ( K - λ)P a×1 . 1 = 2 . 8 2 +(0 . 7 9 - 0 . 5 1)10.5×1.1=6.05kgf/cm2
=PS+ Pb (K – λ) + Pj(Kw- λ)=Pc + Pj(Kw- λ) = 6.05kgf/cm2-3.15 kgf/cm2 ~ 0
應该讲这上下密封的端面比压值是较为理想的,再计算PcV值得到:
PcV=6.05kgf/cm2×9.66m/s =58.44kgf m/ cm2s =5.84 Mpa m/s
显然PcV值也大为减小,该参数接近了通常使用的(0.2~0.25)[ PcV ]值。
参考文献
[1] 顾永泉.机械密封实用技术.机械工业出版社,2001,8
【关键词】 密封 泄漏 端面比压 PcV值 系统改进
1 概况
5WUC-16/1ND型号泵是上海石化炼化部储运装置万吨乙烯罐的物料输送泵,从德国引进。该泵自98年安装投运后近四年时间内,机械密封泄漏更换频繁,差不多一年要检修更换机械密封5~6次以上。且常常检修后不能一次解决泄漏问题,要反复检修多次。
2 问题及改进
2002年春节前后,该泵又出现密封泄漏。这次检修、运行则更不顺利,在十几天的时间内,共更换了6次密封,但泵投运后长则几十分钟,短则几分钟,就会发生输送介质从密封腔的轴颈处泄漏出来的现象。而这种情况的发生基本上均为:首先是密封腔室的乙醇瞬间外喷或内漏,在腔室压力降低的同时,输送介质乙烯迅速往外泄漏。在这种情况下,即使卸去物料压力,重新注入密封腔的乙醇,再次开泵亦无济于事,基本上开泵后马上泄漏,只得重新检修。而这几次,从拆下的机械密封动静环端面分析,除感觉中有运转过的磨痕外,检查不出有什么较明显的缺陷(包括平面平晶检查),密封圈等也没有什么问题。通过了解检修、运行的整个过程,对最后一次的检修过程层层把关,但问题还是未能解决。我认为问题不应是检修质量及备件(均是进口密封)的问题,所以从密封的设计入手进行分析,该泵的密封系统,该密封的端面比压Pc是否合适呢?该机械密封采用的是平衡型、小弹簧、双端面密封,该密封的上下弹簧压缩量均为4.5mm。我把台秤改制成弹簧压力测量器,测得在弹簧压缩4.5mm时的弹簧力Fs为15kgf。并计算了弹簧比压Ps及差级活塞的压差比C,密封的平衡系数B及加载系数K、反压系数λ等(反压系数λ取值范围多少是一个较为复杂的问题,考虑介质黏度对其所产生的影响更是不容忽视的。根据该密封面的泄漏流向分析,介质应确认为乙醇,属中型黏度的介质),计算结果如下:
窄环面积S=1/4π(d22-d2
1)=1/4π(64.32– 58.82)=5.32cm2
通过分析,我想这台泵的密封设计上是存在一点问题的,当然我也清楚由于各种因素,密封设计上选用标准的差异有时很大,特别是[ PcV ]的取值标准差异更为显著。但这泵在日常使用中密封泄漏频率很高是可以肯定的。鉴于这一点,能否从以上的分析入手,改变端面比压呢?我们在下减压腔室装过压力表,在泵运转中测得其稳定的压力为10.5 kgf/cm2。把这压力作为差级活塞的导入压力是否可行?通过计算得到:
Pc =Ps+( K - λ) Pb = Ps + ( K - λ)P a×1 . 1 = 2 . 8 2 +(0 . 7 9 - 0 . 5 1)10.5×1.1=6.05kgf/cm2
=PS+ Pb (K – λ) + Pj(Kw- λ)=Pc + Pj(Kw- λ) = 6.05kgf/cm2-3.15 kgf/cm2 ~ 0
應该讲这上下密封的端面比压值是较为理想的,再计算PcV值得到:
PcV=6.05kgf/cm2×9.66m/s =58.44kgf m/ cm2s =5.84 Mpa m/s
显然PcV值也大为减小,该参数接近了通常使用的(0.2~0.25)[ PcV ]值。
参考文献
[1] 顾永泉.机械密封实用技术.机械工业出版社,2001,8