離心泵機械密封的選用

2019-04-17

李迪 於洪濤(tāo)
(沈陽(yáng)昊誠電氣股份有限公司)
  摘 要:選用離心泵機械密封時密封壓力是需考慮的重要參數之一,密封工作轉速是影(yǐng)響運轉穩定性及密封端麵磨損的重要因素,工作溫度一(yī)般(bān)的機械(xiè)密封都能適用。對在高(gāo)溫、低溫下工作的(de)機械密(mì)封,除了選擇合適的輔助係統之外,還(hái)要充分考慮密封材料和結構。還可借助機械密(mì)封輔助係統,以不同的(de)衝洗的方式達到冷卻、潤滑和過濾等目(mù)的,為機械密封可(kě)靠工作創造良好的環境。
  關鍵詞:離心泵;機械密封;衝洗方案;密(mì)封壓力
  一、介(jiè)質的物理化學(xué)性質
  對於沒有腐蝕性或腐蝕性較弱的介質,可選用內裝式機械密封。對於腐蝕性較強的介(jiè)質,因為彈(dàn)性元件(jiàn)中彈(dàn)簧的(de)選擇問(wèn)題不易解決,在(zài)壓力較低時,可選用外裝(zhuāng)式機械密(mì)封。對與易結晶、存在固(gù)體顆粒、高粘度的介質(zhì),應采用彈簧機構。對於易燃、易(yì)爆、有毒等禁(jìn)止外(wài)泄的介質,必須考慮雙(shuāng)重機械(xiè)密封,以(yǐ)保證絕地安全。
  二、密封壓力
  密封壓力是選用機械密封時需考慮的重要參(cān)數之一。一般情況下,當密封壓力小於0.7Mpa時,平衡型及非平(píng)衡型(xíng)機械密(mì)封均(jun1)可以(yǐ)滿(mǎn)足使用要求(qiú)。密封壓力在0.7~12Mpa時,考慮使用平衡型機械密封。當密封壓力大於12Mpa時,則考慮采用(yòng)串聯(lián)密封(fēng)形式(無壓雙重機械密封),以實現逐級(jí)降壓。
  三、密封(fēng)工作轉速
  密(mì)封工作轉速是指密封工作麵的線速度(dù),它是影響運轉穩定性及密封端麵磨損的(de)重要因素。線速度大於30m/s時(shí),通常被稱(chēng)為高速密封,應選用(yòng)靜止式機械密封(fēng)。動、靜環端麵(miàn)材料也應作特殊處理,以滿(mǎn)足磨損要求。
  四、工作溫度
  工作溫度通常指密封腔體內介質的溫度。工(gōng)作溫(wēn)度低於80℃時(shí),一般的機械密封都能適用。對於易汽化介質,應與壓力同時考慮,使工作溫(wēn)度比沸點低13.9℃,否則難以(yǐ)保證密封摩擦副間(jiān)的穩定液膜。介質溫度在80~150℃內的機(jī)械密封為普通密封,而溫度高於150℃的(de)機械密封為高溫密(mì)封。對於高溫密封,通常根據具體的工(gōng)況條件,使用帶有換熱器的輔助係統,以使密封腔內的介質(zhì)溫度控製(zhì)在合理的(de)範圍內,確保密封圈以及摩擦副溫度(dù)不超過具體密封技(jì)術條件規定的(de)使用限值。低於20℃使用的機械密封為低溫密封。對(duì)在低溫環境下工作的機械密封,為了避免(miǎn)摩擦副外部空氣(qì)中的水(shuǐ)分發生結冰現(xiàn)象,通常需配置PLAN62係(xì)統,使用(yòng)氮(dàn)氣吹掃(sǎo)驅除蒸汽。對在高溫、低(dī)溫(wēn)下工作(zuò)的機械密封(fēng),除了選擇合適的輔助係統之外,還要充分考慮(lǜ)密封材料和結構。
  五、機械密封輔助係統
  機械密封端(duān)麵間存在良好的液膜,保證密封端麵不產生幹摩擦,各相應的輔助元件在工作條件下不發生溶、變性和老化等失效是機械密封可靠工作的必要條件。但是在高溫、低溫、高壓以及介質潤滑(huá)性差等多種惡劣工況條件下,僅(jǐn)僅依靠機械密封自身(shēn)的形式和材料,是難以滿足使(shǐ)用要求的。通常借助機械密封輔助係統,以不同的衝洗的方式達到冷卻(què)、潤滑和(hé)過濾等目的,為機械密(mì)封可靠工作創造良好的環境。根據長期的工作實踐,特(tè)列(liè)舉了機械密封主要使用的輔助係統方案,並且對其使用進行了分析說明。
  a係統方案:PLAN11
  結構(gòu):從泵出口引出,經孔板至密封,衝洗密(mì)封端麵後進入泵腔。
  適用說明:推薦用於低粘度、溫度低於80℃的清潔液(yè)體,不適用於立式泵。
  b係統(tǒng)方案:PLAN21
  結構:從泵出口引出,經孔板(bǎn)和(hé)冷卻器至密封腔,衝洗密封端麵後進入泵腔。
  適用說明(míng):換熱負荷較大(dà),不推薦用於介質溫(wēn)度高於160℃的工況。
  c係統方案:PLAN23
  結構:循環液通過一泵送環從密封腔引出,經(jīng)冷卻器返回密封腔。
  適用說明:為局部循環換熱,換熱負荷遠小於(yú)PLAN21係統,可以替(tì)代PLAN21係統。推(tuī)薦用於高溫介質工況。
  d係統方案:PLAN32
  結構:外供衝洗(xǐ)液注入密封腔,衝(chōng)洗密封。
  適用說明:適用於含有固體顆粒或汙染物的場合。選擇(zé)衝洗液(yè)時應考慮衝洗(xǐ)液不能汙染介質,衝洗液消耗量較大。
  e係統方案:PLAN52
  結(jié)構:通過外部儲液器向無壓雙重密封(串聯密(mì)封)提供緩衝液。正常運行時由泵送環維持循(xún)環。緩衝液壓力低(dī)於密封腔內(nèi)液體的壓力。
  適用說(shuō)明(míng):通常用於無壓雙重密(mì)封,用(yòng)於對軸封係統有較高可靠性要求的場合。無(wú)壓雙重密封的內側密封為道密(mì)封,相當於一個內裝式密封。第二道密封腔內注滿來自緩衝(chōng)罐的液體。內側密封或第二道密封失效均會(huì)報(bào)警(jǐng)。也可用於泵送介質壓力較高而單級密封無法滿足要求(qiú)的工況。通過調整緩衝液的壓力控製單級密封的各(gè)自壓差,滿足單級密封的承壓要求。
  f係統方案:PLAN53
  結構:通過外部儲液器向有壓雙重密(mì)封(串聯密封或雙封)提供隔(gé)離液。正常運行時由泵送環維(wéi)持循環。儲液器壓力比密封腔內液體壓力(lì)高0.05~0.15MPa。
  適用說明:雙封工作時需要配置該輔助係統(tǒng),通常(cháng)適(shì)用於劇毒、易燃、易(yì)爆、易揮發介質的(de)外泄。雙封的彈性補償元件位於清潔的隔離液中,當(dāng)介質含(hán)有(yǒu)固體顆粒以及存在結晶問題時,雙封也可以滿足使用要求當泵送介質為清潔無(wú)固體顆(kē)粒或有結晶問題時,串封配置該係統也可(kě)用於雙封的部(bù)分工況條件可能使(shǐ)隔離液微量注入工作介質,使用時應(yīng)注意。
  g係統方案:PLAN54
  結構:使(shǐ)用有壓的外部(bù)係統提供清潔(jié)的液體,循環通過外部壓力係統或泵完(wán)成。儲液器壓力比被密封介質壓力(lì)高0.05~0.15MPa。
  適(shì)用說明:隔(gé)離液循環更加充分,密封(fēng)工(gōng)作可靠性提高(gāo)。適用於PLAN53係統工況(kuàng)。
  h係統方(fāng)案:PLAN62
  結構:采用外供急冷液衝洗密封(fēng)麵大氣側,以防泄漏(lòu)液(yè)體在大氣側結晶。
  適用說明:急冷液可以采用低壓蒸氣、氮(dàn)氣或清潔水,通常用於低溫介質、需保溫介質及易結晶介質的輸送場合,以防(fáng)內(nèi)部凝固、外部(bù)結晶(jīng)以及結冰等現象的產生。
來源:《工業設計》
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