机械密封原理与结构范文

机械密封原理与结构篇1

[关键词]重催原料泵 密封运行 周期短 解决办法

中图分类号：L84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0349-01

一、现状调查

1、原料泵工艺流程

装置用的混和蜡油和减压渣油分别由输转9#、10#罐和一套、二套减压渣油线用泵（P201/1-4）抽进装置内的静态混合器（D214）混和后，进入原料缓冲罐，然后用原料泵P201AB抽出与油浆换热，原料泵P201AB是物料进出装置的必要条件，此泵一旦出现问题无法运行整个装置所需的原理无法供给，装置将面临着停工，所以原料泵P201在装置中起着至关重要的作用。

2、近几此P201AB的检修时间和运行时间

从表1可以看出，原料泵P201A机械密封在检修后大约300多小时后就出现密封泄漏现象，严重危害着装置的平稳运行，造成经济效益的损失和浪费，加重了检修人员的检修负担，解决密封运转周期短，提高密封寿命是一项十分艰巨和重要的任务

二、确定目标值

1、确定目标的必要性

P201AB原料泵是一重催装置的源头的设备，为后续工艺流程提供原料，一旦其出现问题整个生产就无法正常运行，密封泄漏后检修时一项十分复杂的任务，机泵放空泵体内存留的大量原油无法继续利用，对能源是一种浪费，同时检修更换密封价格昂贵，增加了企业成本

2、确定目标的依据

通过对2011年到2013年原料泵机械密封检修后泄漏时间调查，从表-1数据中可以看出密封检修后运行时间较短，对装置生产的平稳运行产生十分严重的影响，为炼油厂装置的平稳运行。小组成员围绕装置机械密封泄漏开展QC活动，制定有效的措施并实施，提高密封运转时间。本次活动确定目标充分考虑机械密封的结构和运转环境，通过小组的努力一定会达到目标值。

三、确定主要原因

小组成员对因果分析图中的末端因素进行逐一分析验证，通过查找设备、工艺运行参数，设备故障统计，确定主要原因：

原因之一：介质温度低、粘度大、含杂质。

一重催原料油泵P201AB，介质为原料油，操作温度75℃，介质粘度较大，易在摩擦副处堆积粘结，导致动静环密封面开启，造成密封泄漏

结论：P201AB原料泵机械密封运行在高粘度介质中运行导致密封运行周期短，应采取措施改善密封运行环境，可以依据API682标准选用合适冲洗系统对密封运转环境进行改善

原因之二：密封辅助系统不完善，密封运转环境恶劣。

此方案虽然能优化密封运行环境但是其选用冲洗液冷却水不能适用于介质，不能冲洗掉高粘度的介质，应采用水蒸汽降低介质粘度，对密封背部的介质有很好的冲洗作用，此外还应该增加PLAN11冲洗方案对密封进行冲洗。

我们还可以选用API682标准的PLAN32冲洗方案，但是考虑的成本问题，我们最终采用PLAN11+PLAN62组合方案

结论：机械密封辅助系统不完善致使密封运行环境恶劣，是密封运行周期短，产生泄漏的一个非常重要的原因。

原因之三：机械密封结构不合理。

该原料泵密封选用DTM90密封，为丹东克隆集团生产的多弹簧密封，补偿系统采用小弹簧结构，外渗介质易阻塞弹簧的补偿能力，造成密封的失效泄漏，针对介质的特性易选用此结构型式密封

将弹簧外置从而解决了弹簧的补偿能力失效问题，动静环密封面选用硬对硬材质，增加了耐磨性，减少淤塞，同时对机械密封的比压和型式进行核对，为了使蒸汽均匀的进入密封背部在机械密封静环背部加一水环套，使冲洗效果更好。

结论：这种结构型式解决了密封的弹簧补偿失效问题和密封面的磨损问题，对密封运转时间的增长有很好的作用。

原因之四：工艺操作不稳定。

在装置开停工和切换泵的过程中可能出现操作不稳定，流量低，抽空现象，还可能存在预热阀门开启，跨线阀门未关闭引起的设备反转问题，上述现象都能造成密封的磨损导致泄漏，同时在启动泵的时候密封的辅助系统必须先投用。

结论：合理稳定的操作是机械密封寿命增加的一个重要条件。

四、对策实施

实施一：由程文杰提机泵结构变更方案交机动处，机动处审批同意后联系装置设备技术员外委化建施工完成，泵出口无预留冲洗孔，从泵出口放空线阀门前端引冲洗线至机械密封冲洗腔内完成自冲洗改造，冲洗线上加阀门和限流孔板控制冲洗液流量。

实施后，密封运转时间有所改善，由检修后运行时间360小时延长至1300小时左右。

实施二：由陈喜明提出增加封油或者蒸汽冲洗方案，程文杰查找API682标准，制定更改方案，增加封油和用蒸汽背部冲洗均适用与原料泵，但考虑到能耗与成本选用蒸汽背部冲洗的PLAN62冲洗方案，程文杰提出设备结构变更申请，陈喜明联系装置设备技术员提供蒸汽源，装置设备技术员外委化建施工，割除原冷却水冲洗管线，外引蒸汽管线替代冷却水管线完成冲洗。

实施后，密封运行时间有比较明显的改善。

实施三：针对机械密封本体结构这方面有程文杰联系机械密封制造厂家，对机械密封的参数和其结构是否适合此工况进行了探讨和咨询，最终和厂家达成一致将此密封改为弹簧外装式结构，密封面选用硬对硬结构型式，在静环背部增加一水环套。

实施后，原料泵机械密封运转时间能达到8000小时完成目标值。

实施四：针对操作不稳定，流量变化，设备反转，密封辅助系统的投用顺序引起的密封泄漏问题，我们联系生产装置技术员，展开对合理操作的培训。

经过培训操作工对此泵有了更深的认识和对此泵的操作熟练程度和水平有了提高。

五、效果检查

小组经PDCA循环，经过3、4、5、月份的实施、检查，并经6、 7、8、9四个月的巩固后，密封的运转时间明显改善，至今未发生机械密封泄漏现象。

经济效益分析：

活动前原料泵机械密封检修次数大约每年5次，且检修后密封一直存在微量泄漏，大约每分钟5滴，活动后每年只检修一次且不存在泄漏问题。

更换机械密封节约费用

此泵为两端支撑结构，有两套密封，检修5次需更换10套机械密封，每套密封单价为5200元

5200*10-5200*2=41600元

检修时泵内原油、轴承箱内油和机械密封常年渗漏造成经济损失大约为50000元

共产生直接经济效益为

41600+50000=91600元

同时无法用经济衡量的时其稳定运行保障着装置的稳定生产

六、巩固措施

1、减少误操作引起的密封泄漏；

2、检查密封冲洗系统管线是否通畅；

3、提高安装质量避免因安装问题造成的机械密封泄漏。

七、遗留问题及打算

原料泵机械密封采用API682标准的PLAN62方案的蒸汽背部冲洗过程中，产生蒸汽从转子轴向位置泄漏问题，泄漏的蒸汽可能进入原料泵轴承箱引起油品变质乳化。

机械密封原理与结构篇2

[关键词]机械密封 微变形 研究

中图分类号：TH136 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0356-01

机械密封是机械设备防止泄漏、节约能源、控制环境污染的重要部件，广泛应用于机械、石油、化工、电力、轻工、船舶、宇航和原子能等工业的泵、压缩机、反应釜等设备，它对过程工业中的整台机器设备、整套装置乃至整个工厂的安全生产都有重大影响。随着工业的高速发展，机械密封的工况逐渐提高以及人们环保意识的增强，对机械密封的性能也要求更高，但在实际使用中，不可避免地会出现机械密封失效。造成机械密封失效的原因很多，主要原因之一是机械密封端面变形，因为变形后造成泄漏增大，磨损加剧，寿命缩短，严重影响了机械密封的使用效果。因此精确计算机械密封端面变形，研究影响变形的关键因素，探索减小变形的措施对提高机械密封性能和使用寿命及开发机械密封产品具有重要的指导意义。

1 理论研究

随着机械密封技术向高压、高速、高温和大直径等方向发展，机械密封环的变形问题就尤为突出。导致变形的原因有两方面：机械和热。目前被普遍认同的端面变形形状为锥形。为尽量减小锥形变形，需要通过理论分析来了解并掌握其规律。目前变形理论主要有：圆环理论和壳体力矩理论。研究表明，影响变形的因素主要是力和温度。圆环理论在计算简单密封环形状时计算值与试验值比较一致，但在计算复杂密封环形状时计算值与试验值差别很大。Mayer为机械密封端面变形的理论研究奠定了基础。2002年，洪先志等提出了应用壳体力矩理论求解密封环端面力变形，同时将环截面分成若干部分（矩形或三角形），考虑各部分结合处转角和位移的变形协调性，建立了四阶线性齐次微分方程和变形协调方程，可直接计算稍复杂截面形状的机械密封。研究表明，壳体力矩理论用于计算密封环端面变形是一种可靠、简便、有效的方法，运用此法能够得到密封环端面在外部挤压力作用下力变形较准确的值，从而将理论研究水平提升到较高层次。尽管机械密封端面变形的研究已有50多年，但由于其结构和性能涉及到流体流动、传热、力变形、热变形及其耦合，问题十分复杂，因而其理论还不完善，尚缺乏简洁而实用的设计理论。但进行简单的理论研究，有助于建立数学模型及清楚地认识密封环变形问题中各参数的物理意义。

2 数值模拟研究

近年来，随着计算软件的蓬勃发展，数值模拟成为研究机械密封端面变形的强有力手段。目前，数值模拟方法主要有边界元法和有限元法。1986年，Doust采用边界元法建立了机械密封变形计算模型，编制了相应的计算程序，并用试验对计算结果进行了验证，发现实验值与计算值比较相符。但边界元法在处理边界时比有限元法复杂。

由于有限元法原理相对简单，且有限元方面的应用软件很多，如ANYSYS、ABAQUS、FEMLAB等，因此采用有限元法进行分析变形的研究较多，而且基于有限元软件平台求解机械密封变形已逐渐成为研究的主流。

在我国，陈铁鑫等采用FEM和边界元法相结合的等价有限元算法，计算了204型小弹簧平衡型大直径釜用接触式机械密封的变形，发现静环的轴向变形主要是由压力载荷引起的，动环端面的轴向变形主要由温升引起。王美华等采用三角形FEM对人字形螺旋槽的热变形和力变形进行了分析，调用了SAP5―线性系统静力和动力响应结构分析有限元程序对密封环的力变形、热变形进行了计算。李文泰和张文格将动静环合为一体建立了模型，在摩擦面上使用只能受压力不能承受拉力的虚拟杆元来联系动环和静环。依据FEM，采用四节点等参单元计算了密封环的力变形和热变形。张书贵[17]对机械密封的力变形和热变形进行了研究，发现热变形是机械密封变形的主要形式，并讨论了热变形、力变形与密封环的结构、材料及使用条件的关系。张保忠等对内置式机械密封环的变形进行了分析与计算，指出了影响机械密封的因素，提出了改进机械密封的方法。彭旭东等计算不同约束、不同结构动静环配对的力变形、端面泄漏量、开启力及气膜刚度等参数，分析了变形对密封特性的影响。得出力变形使得气膜呈发散型、约束对变形大小具有重要影响；选择合适的约束可以减少密封面转角、提高气膜刚度、增强密封稳定性，变形对开启力影响不大，但明显增大泄漏量、改变气膜刚度。蔡永宁等采用有限元法求解雷诺方程获得密封端面流体膜压分布，计算了不同约束、不同结构动、静密封环的力变形以及端面泄漏量、液膜刚度和刚漏比等密封性能参数，分析了变形对密封性能的影响。

变形的数值模拟研究现状说明，有限元法不但不受密封环截面形状复杂程度的限制，并可模拟机械密封实际工况，应用和发展潜力很大。

3 实验研究

实验是机械密封研究的一个必不可少的重要环节，许多现象和规律靠实验发现，理论模型和计算手段靠实验验证和完善。实验是密封技术研究的重要手段，密封技术领域的许多现象和规律由实验发现，所提出的理论模型和计算方法靠实验验证并逐步完善。机械密封大量的实验研究始于20世纪60年代，迄今为止，国内外企业和研究机构的学者关于机械密封试验研究主要内容如下：①研究介质的温度和压力、弹簧比压、转速等操作参数对机械密封性能和使用寿命的影响；②通过传感器测量密封环端面的扭矩、温度、端面比压和液膜厚度等，研究不同条件下密封端面的摩擦特性及其对密封特性和使用寿命的影响。

目前，关于机械密封端面变形的试验研究工作开展还较少，且端面变形测试是采用电阻应变测试方法，其中测试方法虽然是一种很成熟的力学测试方法，但是该方法以点测量为基础，不能获得全场的变形信号。因此，如何寻找更可靠的测试技术已经成为目前机械密封端面变形测量的重要课题。

4 结论

综上所述，机械密封端面变形的理论研究还处于初步阶段，研究者在物理、几何等方面做出了不同的假设，形成了两种理论模型，即变形的解析法。但这两种解析法只能求解一些几何形状比较规则的密封环，应用范围非常有限。但进行这些简单的理论研究，有助于建立数学模型及清楚地认识密封环变形问题中各参数的物理意义。端面变形的数值模拟方法（有边界元法和有限元法）的出现弥补了理论研究的缺陷，特别是有限元法不但不受密封环截面形状复杂程度的限制，并可部分模拟机械密封实际工况，应用和发展潜力很大。

参考文献

[1]刘斌，车万慧.铬钢在机械密封端面中的应用实验[J].化工设备与管道.2013

机械密封原理与结构篇3

关键词：机械密封　轴承　水封　端面比压　辅助系统

Failure Analysis and Improvement on the Mechanical Seal of the Vertical Stirred Kettle PLY70

CHEN Jun

（Polyester Department of Sinopec Shanghai Petrochemical Co.Ltd,Shanghai200540,China）

Abstact: Mechanical seal is the key and vulnerable part of the stirred kettle,in order to extend the service life of the mechanical seal, reduce parking main-

tenance time of the reaction kettle,the failure reason of the previous mech-anical seal has been analysed,and also mechanical seal was improved in par-ticles blocking,sealing materials, surface specific pressure,sealing structure and sealing liquid choice. The result shows that watery seal can prevent particle medium into the sealing surface effectively, sealing friction pair of YG6-SiC near the medium can improve the heat resistance, abrasion resistance, improved surface specific pressure reduces the leakage, fever and wear, changed bearing and structure of the shaft sleeve reduce the beating of the sealing surface , sealing liquid changed from oil to water saves the cost and reduces the pollution. Improved design extends the service life of the mechanical seal greatly.

Key words:mechanical seal；bearing；waltery seal；surface specific pressure；auxiliary system

一、前言

立式搅拌釜PLY70是PVC、VCM生产流程中的关键设备，釜腔压力为1.4 MPa，温度80 °C左右。该反应釜带有立式搅拌装置，包括电机、减速箱、机械密封轴与搅拌轴。搅拌轴为悬臂式，搅拌轴转速为98r/min。原设计采用双端面平衡型机械密封，有外置的反冲洗装置和循环冷却系统，冲洗液为N32抗磨液压油，采用两副角接触向心球轴承支撑。

反应釜的常见故障为机械密封泄漏失效。机械密封失效导致反冲洗液外漏到轴承导致轴承损坏，而漏到高温釜体上则引起火灾，反冲洗液内漏到釜内导致工艺无法控制。一旦出现严重故障，就要进行釜内物料排空、清洗、降温、机械密封修复、再组装、升温等复杂的检修工程，检修时间很长。

二、原装机械密封的失效分析

1.原装机械密封结构

原装机械密封结构见图1所示，该设计采用双端面平衡型多弹簧机械密封。法兰和静环座上各开有一个冲洗冷却孔，冲洗液对密封面起和冷却作用，冲洗液下进上出；密封腔体上还有一个冷却腔体，通过冷循环却水对腔体降温；机封轴下端法兰联接搅拌轴，上端联接减速箱；整个搅拌与机械密封的支撑为两副角接触向心球轴承，该轴承内圈固定在与轴套有间隙的内套上。

1-法兰； 2—下端面机械密封； 3—轴套； 4—密封腔组件； 5--上端面机械密封； 6—静环座组件； 7—骨架油封； 8—轴承座； 9—轴承； 10—内套； 11—外盖； 12—驱动环

2.原装机械密封失效分析

原装机械密封使用寿命短，为此对密封失效的原因进行具体分析：

2.1原密封仅靠釜底高压冲水及釜内的三瓣环阻挡PVC粒料介质，冲水压力一旦波动或停止，介质很容易进入密封面，形成树化片，破坏机械密封 。

2.2原上密封摩擦副采用石墨—硬质合金（软对硬），一旦有细小颗粒进入，极易造成磨料磨损，损坏密封，降低寿命。

2.3原下密封环端面设计不合理，造成端面比压过大，摩擦热大，液压油散热性欠佳，对密封环的材料要求很高，密封环易磨损，影响使用寿命。

2.4原密封采用两副QJ1048角接触向心球轴承面对面安装，该轴承只能微量承受轴向载荷，且采用双轴套配合，径向易产生间隙导致径向跳动过大，影响密封的效果和使用寿命。

机械密封原理与结构篇4

关键词：密封失效 设备故障 改进分析

立式搅拌釜AR301是硅油聚合物装置流程中的主要设备，常见故障为机械密封失效导致的泄漏。一旦出现严重故障，就要进行釜内物料排空、清洗、降温、搅拌设备解体，对机械密封修复或更换、再组装、升温、试车等复杂的检修工程，检修时间很长，因此解决机械密封失效问题以方便检修至关重要。

一、原装机械密封结构在增量改造后的失效分析

1.原装机械密封结构

原设备该设计采用Φ180mm双端面非平衡型多弹簧机械密封，无轴套直接安装在轴上。轴上开冷却槽，槽内焊接了一只长200mm，壁厚10mm的冷却夹套，夹套上开孔使冷却液进入轴的槽内，对机械密封进行冷却。密封腔体上开有两个冲洗冷却孔，冲洗液下进上出。此外，密封腔体上还有一个冷却腔体，通过冷循环却水对腔体降温。机械密封轴下端法兰联接搅拌轴，上端联接减速箱，整个搅拌与机械密封的支撑为两副角接触向心球轴承，如图1。

2.增量改造后机械密封失效分析

2.1该机械密封采用双端面非平衡型多弹簧机械密封。改造后机械密封与搅拌轴总长达到6500mm，轴径向摆动更大，动静环摩擦副跳动增加；下端多弹簧机械密封追随性较差，下端辅助密封圈在高温条件容易失效，在高温与径向摆动双重作用下机械密封使用寿命短。

2.2机械密封离高温区较近、传热路径短，因此原结构在轴上设计了冷却夹套腔体，但是这样直接导致轴的刚性变差。

2.3原设计为两副NSK7236A角接触向心球轴承，考虑到轴承问题，因此采取了面对面安装，此安装导致轴承的支撑距离短，轴的摆动大，影响机械密封寿命。

3.确保机械密封运行平稳及方便检修的改进措施

3.1改进轴径向载荷

考虑到轴的刚性、受力问题及降低悬臂梁的摆动，选用径向载荷性能好的轴承型号，以两副NSKHR32040XJ圆锥滚子轴承替代原两副NSK7236A角接触向心球轴承。为了进一步增加轴的刚性，改善密封环境，轴承采取背对背的安装方式，以达到增加支撑距离，减小轴的摆动的目的；为了保证轴承的，在两轴承之间增加导油环，使油通过导油环向两轴承分配，保证充分。轴的悬臂下端增设一个辅助支撑轴承，降低搅拌轴的振摆值，改善机械密封运行条件。

3.2增加冷却效果

机械密封设置于轴承下部，离高温釜体较近，因此在保留原来的两套冷却系统基础上增大冷却腔体，壳体在保证强度的情况下要尽量薄，从而能够迅速带走热量。改善密封部位的工作环境，冷却密封介质的出口设置应该高于上密液进口（见图2），使整个密封系统冷却充分。

3.3增加机械密封轴刚性，取消冷却槽夹套

经分析认为，原轴结构上的冷却槽夹套设置不合理，在直径为Φ180mm，转速为200r/min，线速度为1.9m/s的条件下冷却槽夹套内腔起不了作用，冷却液不可能从进口入从出口出，降低了轴性能，并且在夹套焊接处产生疲劳裂纹，此时夹套处实际工作轴径为140mm，轴性能进一步降低，工作风险很大。另外壳体上已经采取了增加冷却效果的措施，因此取消轴冷却夹套，消除夹套焊接处产生疲劳裂纹造成密封内漏及轴性能降低的问题，改善轴的工艺性与性能，尺寸设计保证原有安装尺寸不变。取消了冷却夹套，加工工艺性能更好，轴强度和刚度得到改善。

3.4改进组成集装式机械密封的结构

原密封装置检修维护性差，机械密封直接在轴上组装，合格率低、反复多，因此将机械密封、轴承和壳体等组装成集装式机械密封。具体措施是设计一个长轴套，将机械密封组件、轴承及密封腔体等与它组装在一起，组成集装式机械密封，组装好的密封装置经静态与动态试车合格后，检修时整体安装，保证密封质量，并在较短时间内完成。

3.5设置方便检修的密封装置与支撑结构

考虑到检修过程中希望仅更换机械密封，不对釜进行置换清洗，以减少化工原料损失并能在较短时间完成检修，因此增设了方便检修的密封装置与支撑结构。具体方法是在釜口法兰上设计一锥面作为检修密封座（见图2），检修维护时不用拆卸，并设计一个检修密封体及分瓣支撑环，让密封体固定于轴上。密封锥面的设计应充分考虑初始密封状态的形成，保证有效密封。

二、改进前后机械密封运行情况比较

立式搅拌釜AR301运行中原机械密封有较多难以克服的缺点，特别反应釜增量改造后问题更严重，存在着高温条件下辅助密封圈使用寿命短，搅拌轴的摆振大，下端机械密封的径向跳动较大，壳体夹套冷却下部腔体较小，冷却不充分，轴冷却夹套产生裂纹等问题，只能对釜进行置换清洗后才能抢修，严重影响装置正常生产。而改进后的AR301机械密封克服了以上缺点。表1是经改进后对6条生产线生产运行进行的一些技术统计。

从表1中可以看出，尽管经过多个生产周期运行，改进后立式搅拌釜AR301机械密封没有出现一次故障。达到了改造目的，效果非常好。

三、结语

通过对立式搅拌釜AR301机械密封进行改造，消除了原机械密封缺点。改造后立式搅拌釜运行状况良好，机械密封一直处于非常稳定状态，为生产的正常运行提供了保障，为企业降本增益打下了坚实的基础。

参考文献

机械密封原理与结构篇5

关键词：化工厂； 常用； 机械密封 ；失效分析； 装配质量 ；控制

Abstract: with the development of society, the society for chemical mechanical seal structure design standards and standardization degree of demand is higher and higher, based on this, this paper the author of chemical plant commonly used shallow failure analysis and mechanical seal assembly quality control.

Keywords: chemical plants, Commonly used; Mechanical seal; Failure analysis; Assembly quality; control

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

随着经济的发展，环境的问题受到社会的广泛的关注，绿色制造的观念被提出。在化工企业中，环境问题变得越来越重要。化工产品的滴漏问题逐渐成为各个企业重点关注的问题。目前化工厂动设备使用的密封方式一般是机械密封，机械密封具有密封性好、性能稳定、泄油量少、摩擦功耗低以及对轴的磨损小等优点。机械密封的良好的密封性能为化工厂的生产装置的安全和长期的运行打下了良好的基础。虽然机械密封在实际的生产中不断的被改进和完善，在社会的生产中也得到广泛的应用。但是由于各种因素的影响，机械密封的使用寿命不一，长的可以达一到两年，而短则只有两三个月甚至是几个周的时间。因而笔者将结合实际，分析机械密封失效的原因，并提出对应的改进措施。

1、机械密封的结构与工作原理

机械密封是一种旋转机械的轴封装置，是由至少一对垂直于旋转轴线的端面、在液体压力和补偿机构弹力（ 或磁力） 的作用以及辅助密封的配合下、保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封主要作用就是把容易泄漏的轴向密封改变成比较难泄漏的端面密封，其结构包括动密封环、静密封环、弹簧加载装置和静密封元件等。

在机械密封过程中，两个密封端面是紧密贴合在一起的，这就使得密封端面之间的分界形成一微小间隙，当有压介质经过这一间隙时，就会形成极薄的液膜并产生阻力，从而阻止介质泄漏，这种原理还能够使端面变得，因而能够达到长期的密封效果。

2、机械密封失效分析

机械密封一旦失效，就会伴随着出现间歇性、持续性或严重泄漏现象，加快磨损等，下面分析机械密封失效的原因并提出相应的解决措施。

2. 1机械密封出现间歇性泄漏

间歇性的泄漏现象主要原因是泵的转子轴向窜动量太大，动环不能够及时的补偿位移或者是由于泵本身操作出现不平稳，造成压力变动。

处理措施：及时重新调整轴向窜动量；稳定泵的操作压力。

2.2机械密封持续性泄漏

对于机械密封持续泄漏问题首先要判断泄漏源。出现端面密封问题，可能是由于端面不平、裂纹、破碎、出现热变形或机械变形，零件安装时受力不均等原因造成的。需要及时的检查安装尺寸是否合理，密封和材质是否能够适于使用工况，密封垫是否压紧，有无安装损伤等。然后在检查密封腔装配面和其它有关元件对轴线的垂直度。如果出现密封圈与动环未贴紧现象，则检查或更换密封圈；如果是弹簧力不够或弹簧力偏心，需要调整或更换弹簧。安装辅助密封元件过程中可能会出现被压伤或擦伤，造成介质从轴套间隙中泄漏，O形圈老化等现象。检查密封槽和倒角是否正常，同时要去除毛刺。

2.3机械密封出现严重泄漏

出现机械密封严重泄漏的主要原因及对应措施如下：

（1）摩擦副元件出现断裂现象，需要及时拆开检查更换动、静环。

（2）动环不能沿轴向浮动，需要检查弹簧力是否不够或是否出现卡住或止推环有无被卡住等。

（3）弹簧失效。则需要及时的更换新弹簧。

（4）防转销出现问题，如断掉或失去作用。需要及时的拆开更换防转销。

（5）泵猛烈抽空。当离心泵突然出现抽空时，泵腔内内部就会瞬时出现负压现象。一旦机械密封的弹簧力不能够支持住这个压差，则就会造成动、静环一起作轴向位移。这时就会使得静环防转槽脱离防转销，同时动环带动下静环会自动的旋转到某一角度。一旦抽空停止后，防转销与槽不能恢复到原来的配合位置，则防转销就会顶住静环，造成静环倾斜进而破坏了机械密封。如果泵出现汽蚀时，抽空次数就会增加。解决这类离心泵的机械密封严重泄漏问题必须考虑到防抽空破坏的措施。即在泵抽空时通过一定措施制止防转销脱出防转槽，即限制动环轴向位移，使之小于防转销伸入防转槽内的长度。并且在操作过程中要尽可能的防止泵抽空。

2.4机械密封在停用后重新开启时泄漏

机械密封在停用后重新开启时泄漏的原因及对应的解决措施：

（1） 摩擦面有脏物，例如结晶物或水垢等。需要及时的拆开清洗密封件。

（2） 弹簧间存在结晶物或固体粒子造成动环或推环卡住等。同样需要及时的拆开清洗消除。

2.5机械密封的摩擦副表面磨损过快

造成机械密封的摩擦副表面磨损过快的原因及应对措施：

（1）弹簧力过大造成端面比压过大。需要及时更换合适的弹簧。

（2）密封介质的清洁力度不够，需要加强对密封介质的过滤。

（3）弹簧压缩量太大。调整弹簧。

2.6 机械密封在工作时发生尖叫

机械密封在工作过程中会发出尖叫的原因是密封端面不佳的原因，需要及时的加强密封冷却，消除摩擦热、改善条件。从理论上讲最适宜的的状态是摩擦副端面间的处于半液体摩擦状态。

3、机械密封的装配控制

机械密封部位在制造精度上和安装精度上都有很严格的要求。安装机械密封部件时，重要的是了解并掌握正确的安装步骤。

3.1安装前必须检查零部件是否符合达到了技术要求：

动环、静环的接触端面的平直度和光洁度是否符合技术要求。检查端面光洁度；与辅助密封圈接触处光洁度。端面不平直度要求：对液体介质密封为0.0006到0.0009mm。b.轴的轴向窜动量的要求通常是小于0.5mm。如带轴套时，不允许轴套转动。c.安装机械密封部位的轴或轴套。装机械密封圈处的表面不能够有锈斑、裂纹等缺陷，同时其光洁度需要能够达到要求。d.弹簧压缩后的工作长度也要能够符合设计要求，其允差为2mm左右。e.机械密封的弹簧旋向（ 主要指使用一只大弹簧且承受扭力的情况）应与泵轴的旋转方向相反，以使之越旋越紧。

3.2动环安装过程中，必须确保它在轴或轴套上能够灵活移动。检查每个密封零件及辅助元件的型号、规格和配合尺寸保证全都符合要求。检查零件有无碰伤、变形、裂纹等缺陷，当所有的都合格后就可以可使用。

3.3检查轴或轴套表面的光滑性。避免上面有沟痕或杂物附着。

3.4 检查轴的窜动量和摆动量能否达到技术要求。

3.5安装和装配过程中要尽可能的保持清洁，避免动、静环的密封面被划伤碰坏，防止用工具敲打密封元件。

3.6压盖应在联轴器找正位置以后再拧紧，压盖螺栓要尽可能的均匀拧紧，避免出现压盖偏斜现象。

3.7机械密封装配完成以后，需要打开密封水阀对机械密封是否泄漏进行检查。用手盘动联轴器看轴转动看是否有松动，如果盘不动或很吃力，还需要进一步检查有关装配尺寸是否合格。

总而言之，化工厂中机械密封的结构设计不仅仅是一门专业技术性，也是一门艺术。通过合理优化和规范密封结构，能够有效的保证密封的有效性，从而增加密封的使用周期，降低生产的成本，实现化工企业的生产的安全性、稳定性，给企业长期的运行提供保障。

参考文献：

[1].张东艳.常见泵用机械密封结构汇总.181

[2].来永斌 陈秀.机械密封失效的原因分析及装配.[J].与密封.2005(2):163

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[5].朱汉华 刘正林 严新平 范世东.水深变化对船用机械密封端面变形的影响.[J].与密封.2008(4)

机械密封原理与结构篇6

关键词：机械密封 潜水泥浆泵 端面开槽 CFD

1前言

矿用潜水泥浆泵是水下输送磨蚀性固液混合物离心泵的一种，是泥浆泵和潜水电机技术相结合的机电一体化产品，广泛地应用于矿山、冶金、电厂等各个领域，矿山泥浆砂石泵送是各种介质泵送工况要求最为恶劣，过流件磨损快，腐蚀性强，频繁地故障会影响生产而造成的经济损失非常严重。近年来，国内矿山行业迅速发展，响应环境保护的迫切需要，绿色矿山建设成为未来发展的一种趋势。矿山生产、生活污水沉淀处理是矿山环境保护的重要项目之一，而潜水泥浆泵作为输送清理泥浆设备，根据国内外专家意见，这种泵型在提高泵送效率、降低能耗以及改善环境保护的最有发展前途和最进步的方向之一。

潜水泥浆泵作为沉淀泥浆泵送的主要设备，不仅要求其高耐磨、稳定高效，机械密封也更是其关键，它是水泵的心脏，必须可靠性高，保证无故障长期运行。潜水泥浆泵是在水下工作，一旦失效，外部介质或油室中的油便会进入电机腔，引起潜水电机故障，甚至影响人身安全。此新型机械密封应用在矿用潜水泥浆泵在使用的安全性、运行可靠性以及提高无故障运行时间，有必要对其机械密封进行结构分析，研究其技术的先进性。

2 机械密封的结构及其原理

2.1机械密封的结构

在矿用潜水泥浆泵中使用的是整体式机械密封，将内机封和外机封装配成为一个单元，主要由静密封环、动密封环、密封圈、支架、弹簧、等构成。机械密封在潜水泥浆泵中分为上下两个端面密封：上密封在油室与电机之间，下密封在泵壳与油室之间，都由一个静环和一个旋转的动环组成，上下两个密封的分界面由弹簧系统和支架相连接，图1为机械密封结构示意图。

2.2机械密封的原理：

机械密封旋转工作时，由密封室内流体的压力和弹性元件的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动，由于两个密封端面的紧密配合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，产生阻力，阻止介质泄漏，同时液膜又使得端面得以充分，获得更长期密封效果。

多年以来，从现场采集整理地使用情况来看，这种新型的机械密封相对于同类泵型的机械密封有着更明显的性能优势：

（1）适用范围更广。机械密封可以在高温、低温、高压、强磨蚀的环境下工作。

（2） 密封性更好。机械密封在正常工作使用中，端面处可以达到“零泄露”，比其他密封状态更稳定。

（3）寿命长。机械密封设计使用寿命3年以上，常规机械机械密封的使用寿命一般1到2年。

2.3机械密封的材质

泵送介质中含有大量固体颗粒，密封面的材质需要极好的抗腐蚀性和耐磨性，动、静环端面材料选用碳化钨，它具有高硬度、摩擦系数小、强度高、耐腐蚀等等优良的综合性能，如下3机械密封的密封面

传统的机械密封的端面为两个平行的光滑平面，端面开槽技术就是通过在密封端面上开出各种形式的凹槽来改善端面间的和密封状况，从而改善机械密封的密封状态。矿用潜水泥浆泵中使用的机械密封端面开有螺旋流槽，图2为密封端面示意图。若动环外径侧为油室被密封液体，内径侧为低压流体，当动环以图示方向旋转时，在螺旋槽流体动压效应的作用下， 动静环端面之间产生一层厚度极薄的流体膜（ 图3中h1，h2） ， 使动静环端面保持分离即非接触状态。端面开设的螺旋槽既可以产生泵送效应，又可以抵抗压力梯度，在外径与内径压力差的作用下，被密封液体产生方向由外到内的压差流，而螺旋槽的流体动压效应所产生的粘性剪切流的方向由内径指向外径，两者的方向相反，最终得以平衡。

3.1机械密封端面性能参数

机械密封端面按着一元流动进行计算，一元流动的雷若方程：

根据上式，如果设h为常数，粘度也为常数，在内径侧，膜厚h==常数；在外径侧，膜厚h==常数，对上式积分，压力梯度也为常量，即压力按三角形分布，最大压力位于转折处，显然这两个区域的压力梯度为：

和

当密封假设为无限宽时，无轴向流动，其各处的流量必定不变，在单位时间宽度内的流量为：

将前式的压力梯度代入上式，经整理后可得：

设K=，可得到最大压力为：

在单位宽度内的承载能力就是三角形面积之和

经整理得：

3.2 机械密封端面仿真研究

FLUENT是目前运用最广泛地CFD仿真软件之一，具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，对密封端面进行动力学可视化分析，仿真了密封端面压力分布云图，颜色的变化展示了密封面压力的变化，如图4：

4 机械密封发展趋势：

（1）工业技术不断创新 新技术、新理论、新材料、新工艺不断创新发展，失效机理、失效分析和失效监控更加深入地研究和应用，要求使之快速转换成实用性、高性能、高参数的密封产品。

（2）密封系统完善 从以往地单一密封零部件，发展到整个密封系统，并制定了新的密封系统标准。

（3）高效安全和环保性 随着工业技术不断地发展，环境保护地日益关注，人们对机械密封安全高效要求更加严格，过去从只注意眼睛可视的“泄露”，不注意易挥发物的“逸出”，发展到现今控制逸出零，从“零泄漏”到要求“零逸出”。

参考文献：

1. 张景松.流体机械：流体力学与流体机械【M】.徐州：中国矿业大学出版社，2001.11

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5. 韩占忠，王敬，兰小平.Fluent流体工程仿真计算实例与应用【M】.北京：北京理工大学出版社，2004

机械密封原理与结构篇7

关键词：氧化铝生产；非接触式机械密封；设计理念

前言

自从实施改革开放政策后，我国经济发展速度越来越快，而氧化铝厂数量随之也呈现不断上升的趋势，在一定程度上推动了我国工业的发展速度。过于在氧化铝生产过程中，因为受本身与操作技术等多方面的影响，产生大量浮游物，不仅影响氧化铝回收率，使其呈现降低的趋势，同时还致使蒸发器蒸发效率出现减少的现象，增加氧化铝生产成本，使企业遭受巨大的经济损失。但是随着氧化铝生产非接触式机械密封广泛使用，上述现象已经得到有效的控制，本文作者结合多年的工作经验，以袋滤机喂料泵非接触式机械密封为例，对氧化铝生产输送泵非接触式机械密封性能进行详细的分析，并且以此为基础，进一步探讨达到密封功能的关键内容，为有关工作人员对氧化铝生产非接触式机械密封进行设计时提供参考资料。

1.设计要求以及参数确定分析

1.1.工艺流程以及工作原理和运行状况

本文主要选择袋滤机喂料泵为例子，因此其袋滤机工艺流程主要有5个环节，分别为熟料料浆、一级喂料泵、二级喂料泵、喷枪以及熟料窑。

袋滤机属于过滤机当中可开展深度过滤的一种，并且过滤后固含必须维持在0.018g/1以下。其工作原理为：机内安装过滤机，过滤机上携带呈圆筒型且套上织物过滤布的过滤器。喂料泵对物料产生压力，使其以进料管为通道进入袋滤机，而滤液以滤布为通道进入过滤器，两者在袋滤机收集器中汇集后再被排出，此时，滤饼主要以底流管道为通道将其完全排除。所以，袋滤机的工作周期分别由过滤阶段、蓄能阶段、回流阶段以及排泥阶段构成。

1.1.1.过滤阶段。排泥阀以及回流阀处于关闭状态中，进料阀以及滤液阀被打开，开展开泵进料活动。

1.1.2.蓄能阶段。将滤液阀关闭，直到袋滤机机内压力变化至0.42MPa可打开。

1.1.3.回流阶段。进料阀关闭以及回流阀打开同时进行，此时机内压力变化为0，在过滤器反压差提供的帮助下，滤液对泥进行冲洗活动。

1.1.4.排泥阶段。回流阀关闭，进料阀与排泥阀打开，科学排出滤饼。整个工作周期的时间在12min左右，因为滤布成本大，并且耗费大量材料，所以，袋滤机均科学设置一个辅助滤布再生系统，每天煮一次滤布，每次时间控制大约为6h。

1.2.喂料泵的设计要求以及参数

1.2.1.由于物料具有极高的含碱量时，因此需要选择耐碱材料进行机械密封当中的辅助密封。若为骨架油封，应该选择耐碱橡胶或者别的耐碱材料。

1.2.2.停车过程中可以开展密封，但是不允许出现物料以及冷却水外泄的现象。

1.2.3.物料离沸点不远时，应该选择耐温度大于110℃的材料开展机械密封的辅助密封，若密封方式为骨架油封，应该选择耐温较高的材料，比如橡胶。

1.2.4.喂料泵每天开停次数在3次以上。

1.2.5.物料中存在硬度高的氧化铝时，应该尽量将动静环间隙适当扩大，本文先将其设计为 7.5um。

1.2.6.科学设计机封外形直径、轴径以及长度，分别为175mm、85mm以及143mm。

1.2.7.设计时，应该充分考虑抗轴向跳动能力。

1.2.8.设计过程中，压力最大可设计为0.5MPa。

2.氧化铝生产非接触式机械密封设计理念以及优势分析

2.1.氧化铝生产非接触式机械密封设计理念分析

由于袋滤机喂料泵的特点为启动次数多、出口存在周期性变化的压力以及物料过早析出等特点，所以，预防物料过早析出硬度大的氧化铝等是非接触式机械密封设计理念当中重要的内容。

氧化铝泵使用与流体非接触式机械密封相同的技术时，其原则主要在于一方面需要避免工业介质从泵往外泄漏，由此带来环境污染；另一方面还需要尽最大的努力预防冷却水往大气侧以及泵内泄露，进而在最大程度上减少泵运行成本。所以，相关设计人员按照已经形成的研发成果，科学设计出一套新型的液膜非接触式机械密封结构在该设计中，密封装置主要由轴封前端耐碱油封、密封腔内双端面机械密封以及非接触式双端面机械密封等组成。氧化铝泵维持安全运行时，取两端面密封间注入压力为0.2-0.3Mpa的软化水，不仅能够使密封介质不出现泄漏现象，并且不管任何时候均可以避免产生污染现象，取得生产安全、环保以及健康的效果。

在双端面非接触式机械密封端面结构中，其左侧密封结构形式主要使用介质侧密封端面结构形式，而右侧则主要采取人气侧密封端面结构形式。其工作原理在于：两密封间注入已过滤软化水后，压力出现一定的改变；左侧密封运行时刻将少数软化水泵入密封端面间，使其维持在分离的状态中，少数软化水再以密封增压为通道穿透油封抵达泵内，因此对物料性质造不成影响；外侧密封在端面螺旋槽提供的帮助下，将洁净水送到上游侧，不仅可以避免软化水往外泄露，还可以达到端面非接触的效果。换个说法也就是介质侧液膜密封端面结构在端面流体动压槽上游泵送效应提供的帮助下，将冷却液送往高压内径侧，由此避免工艺介质出现泄露现象，取得零泄漏密封的效果。大气侧液膜密封端面主要使用中间开槽式的结构，也就是说在密封内外径侧都安装有密封坝。外径侧密封坝的作用在于促使密封螺旋槽形成流体动压效应，不管可以达到非接触效果，同时还确保不产生泄漏事件，从而有效避免冷却水往外出现泄露状况；内径侧密封坝的作用在于有效预防密封端面存在大量固体颗粒，防止由于磨粒磨损使其零泄漏密封功能得不到充分的发挥。

此外，前置水封不仅能够有效避免溶液流入轴封处，同时还可以对左侧端面密封的流量以及泵送压力形成有效的影响，对两者开展动态调节。氧化铝泵处于正常运行的情况中时，水封以及轴套一方面能够维持非接触的状态，另一方面还可以有效阻止氧化铝泵的径向跳动情况，在很大的程度上增加其使用寿命。

2.2.氧化铝生产非接触式机械密封设计理念优势分析

详细对氧化铝生产非接触式机械密封设计理念进行分析可以知道，其和一般接触式机械密封以及传统软填料密封进行对比，由该设计理念设计出来的集装式液膜润换非接触式机械密封装置在技术方面优势更加明显，主要有4个优势，分别为减少摩擦耗能、杜绝泄漏现象、轴封适应能力提高以及预防冷却水进入喂料泵。

2.2.1.减少摩擦耗能，增加企业经济效益。集装式液膜润换非接触式机械密封与接触式机械密封存在很大的差别，其两端面主要处在流体摩擦情况中，因此可在很大程度上降低由于摩擦消耗的能源，影响企业经济效益，使其呈现上升的趋势。

2.2.2.不管何种条件下传送物料时不会出现泄漏现象。当物料介质压力远远大于冷却水压力，又或者是其在冷却水压力以下，更甚者短时间里冷却水出现突然中断的现象，集装式液膜润换非接触式机械密封装置在传送物料时都不会产生物料泄漏的现象，进而从本质上预防因为意外泄漏物料时间，同时还可以达到环保生产的效果。

2.2.3.轴封适应能力有所提高，保持机器的正常运转。将集装式液膜润换非接触式机械密封和一般双端面接触式机械密封进行对比，可以发现在转速改变、压力变化以及泵抽空等情况中，该密封能够允许洁净冷却水压力发生适当的变化。同时在工况情况中还可以确保密封功能不受破坏，由此得出该密封具有很强的适应能力，在很大程度上增加机器的安全性。

2.2.4.预防冷却水进入喂料泵对物料性质造成影响。集装式液膜润换非接触式机械密封装置装处于正常工作情况中时，因为仅仅只有小部分的洁净水以内侧端面密封泵为通道进入到喂料泵中，但是泵入量不管在任何情况下均可以被有效控制，一般在1升/小时以下，因此不会影响传送物料的性质，使其发生变化。

3.新型非接触式机械密封理论探讨

从实际情况来说，因为密封动静环需要承载大量的热与力载荷，端面变形现象是无法避免的，变形情况过于严重时，可造成两端面相互接触。所以，有关设计人员需要详细分析非接触式机械密封变形现象，并且以此为基础，制定有效的应对措施预防出现端面接触现象。

通过计算，可以取得密封环变形的实际情况，通常使用的密封环变形计算方法有三种，分别为有限元法、边界元法以及圆环理论。而圆环理论法中，对简单形状密封环进行计算时，其计算值与试验值对比不存在差异，但是对复杂形状密封环进行计算时，其计算值和试验值存在很大的差异；剩余的有限元法以及边界元法尽管收敛性很高，并且可运用在各种复杂密封环截面形状计算过程中，但是边界元法对边界条件进行处理时，计算非常复杂，所以，一般主要使用有限元法。

有限元法源自美国，并且现阶段被广泛使用在工程技术领域中，具有极强的实用性，是当前使用范围最广的数值模拟方法，因此目前存在大量有限元分析软件，而ANSYS程序软件是使用范围大以及次数多的一个软件。

ANSYS程序软件同样产生于美国，属于大型通用的一种通用软件，随着该软件商品化后，目前已经成为世界各国广泛使用在多种工程设计中的分析软件。

ANSYS程序软件功能非常强大，在进行设计分析的同时还可以开展优化软件，其特点主要有4个，分别为：

3.1.从本质上来说，ANSYS程序属于WINDOWS程序的一种，使用难度不大。

3.2.ANSYS程序构成模块具有极高的灵活性以及可扩展性，所以与各行业工程需求相互适应。

3.3.在开展线性分析的同时还能够开展非线性分析。

3.4.集多种物理场祸合分析为一体，用户在开展单独研究的同时，还能够对分析的影响进行客观的探讨。

4.结束语

综上所述，在经济快速发展的今天，氧化铝生产在我国工业比例中所占的比例越来越大，而在氧化铝生产过程中采取有效的措施在提高生产效率的同时，还可以降低材料消耗，为企业争取更多经济效益。所以，对氧化铝生产非接触式机械密封设计理念进行详细的分析，并且以此为基础设计合理的氧化铝生产非接触式机械密封，提高氧化铝生产效率，降低能源消耗，为国家的发展做出贡献。

参考文献：

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机械密封原理与结构篇8

关键词：机械密封；盘根密封；水泵；工作原理

引言

主要针对早期成立的火力发电厂或与流体类有关的工厂、泵站等设备设施，各类水泵、油泵、酸碱泵等泵类的密封升级改造。

1 盘根密封的工作原理和机械密封的工作原理

1.1 盘根密封的工作原理

盘根密封原理主要在于轴承效应和迷宫效应。盘根的轴承效应是指在盘根填料和轴之间，会因为张力的作用形成一层液膜，使盘根填料和轴形成类似于滑动轴承的关系，这样盘根填料和轴就不会因为过度摩擦而出现磨损。盘根的迷宫效应则是指轴的表面平整程度无法达到围观水平，盘根和轴只能部分贴合而做不到完全贴合，在盘根和轴之间永远存在着极为微小的间隙，这些间隙就形成了迷宫带，介质在其中被多次节流，而达到密封的作用。

1.2 机械密封的工作原理

机械密封是靠一对或数对垂直于轴做相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力或磁力作用下，保持贴合并配以辅助密封（O型密封圈），达到阻漏的轴封装置。是依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中液体的压力和弹性元件的推力使其压紧在静环的端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的作用，机械密封又称为端面密封。

2 机械密封的优缺点

2.1 机械密封的优点

（1）密封效果好，可达到无泄漏；（2）使用寿命长；（3）减少泵轴的磨损；（4）适用范围广可在目前常用的介质、温度、压力、转速不同轴颈下使用；（5）节电效果明显。

2.2 机械密封的缺点

（1）结构复杂零件多；（2）对轴向和径向跳动要求高，增加了泵的加工成本；（3）损坏后维修不便；（4）选型要求高须根据介质的物理和化学性质，工艺参数及安装密封的空间来选择合适的结构形式密封。

3 实际改造成型范例

牡丹江北方水泥有限公司发电车间，是成立于2000年的水泥厂自备电站，拥有装机容量12MW汽轮发电机组的火力发电厂。配备一台45吨循环流化床中温中压锅炉，和一台20吨的中温中压余热锅炉。2010年实施了纯低温余热改造，废掉两台中温中压锅炉，新建四台纯低温余热锅炉，通过改造将12MW中压汽轮发电机组，改造为9MW低温低压发电机组。实现了从燃煤电厂到纯余热电厂的转型。为了降低改造成本，留用了很多原有设备，尤其水泵类设备90%仍然采用原设备。

在新增的水泵中全部采用了机械密封，与原有水泵的盘根密封形成了鲜明的对比：（1）机械密封与盘根密封在密封性能上，机械密封要比盘根密封漏泄量小的多，仅为盘根密封漏泄量的1%。（2）使用寿命长，两年以内无需更换，以往盘根密封每60天左右就要进行一次更换。（3）消耗功率较少同比盘根密封省电5%以上。（4）减少了轴或轴承的磨损。

通过摸索对比先后将车间的两台循环水泵、两台射水泵、凝结水泵共6台泵进行了进行密封改造。改造后均收到了良好的效果。

3.1 循环水泵（20HBA）在未改为机械密封前，每年至少要更换4次油盘根，每次更换量在1公斤左右，市场价格30元.，由于盘根磨损所致3年左右需更换一根水泵轴及配套轴瓦，费用在7000元左右，不计人工费用每台水泵每年消耗在2500元左右。而改为机械密封后费用方面每台泵的机械密封价格在600元左右，至少一个大修期在3年以上，由于摩擦阻力的降低使电耗每小时下降8度，全年节电在58000度，降低成本3万元左右。因此机械密封于盘根密封相比优势十分明显。

3.2凝结水泵（4N6）由于泵的功率较小，改造前后最大的变化是除每年可节约少量电费和维护费用外，最主要的是使凝结泵的稳定性得以大幅提升，原盘根密封时，由于盘根磨损经常出现漏真空不打水现象，严重威胁汽轮机的安全稳定运行，同时造成凝结水中含氧量升高，腐蚀热力设备。更换了机械密封后，经过两年多的运行，未发生一起因轴端漏真空而影响主机设备运行的情况，使设备的可靠性系数得以大幅提高，保证了机组安全经济运行。

3.3 射水泵（IS-125-100-200）在未改为机械密封前，每年至少要更换4次油盘根，每次更换量在0.3公斤左右，市场价格30元.，由于盘根磨损所致5年左右需更换一根水泵轴及配套轴瓦，费用在1500元左右，不计人工费用每台水泵每年消耗在350元左右。1套配套机械密封的价格在150元左右，可使用4年左右，平均每年维护费用在40元，远低于盘根密封的维护费用。同时可年节电10800度，降低成本5400元。

4 结束语

综合上述成功的改造范例，改造后的密封，结构可靠，运行中基本不漏，维护量少，并且节电效果明显。同时提高了密封性能，节省了检修费用。这些都保证了设备长周期，经济，高效运转，因此，机械密封适合全面推广。

参考文献