低温乙烯泵密封系统的改进

【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

应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