1.基本情況：

    該泵為單吸懸臂臥式離心泵，主要技術(shù)參數(shù)如下表：

    介質(zhì) 介質(zhì)溫度 介質(zhì)粘度 流量 揚程 吸入/排出壓力 軸功率 電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)

    渣油 170℃ 7.15mm2/s 8.9m3/h 76m 0.091MPa/0.785MPa 15KW 2950r/m

    介質(zhì)介質(zhì)溫度介質(zhì)粘度流量揚程吸入/排出壓力軸功率電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)

    渣油170℃7.15mm2/s8.9m3/h76m0.091MPa/0.785MPa15KW2950r/m

    其損壞情況如下：

        （1）動環(huán)和動環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞

        （2）動環(huán)和靜環(huán)有環(huán)狀磨損痕跡

        （3）密封腔內(nèi)有粘稠狀聚合物、焦?fàn)铑w粒等雜質(zhì)

        （4）彈簧銹蝕嚴(yán)重，被雜質(zhì)和聚合物卡澀，彈性不足

        2.失效分析：

    一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失效、材料與介質(zhì)不相容，以及制造和安裝問題等。端面比壓是機(jī)械密封的重要性能參數(shù)，端面比壓要在設(shè)計的范圍之內(nèi)（內(nèi)裝式機(jī)械密封一般為0.4 MPa～0.7 MPa）,以保證機(jī)械密封端面良好配合，使密封面間形成有效液膜。

    端面比壓的計算公式為：

        Pb＝Pt＋Pp-Pm

        Pb＝Pt＋（K-λ）P

    其中: d2＝72mm d1＝37mm d2＝34mm

    彈簧比壓Pt＝Ft（彈簧力）／［π／4（d22-d02）］＝0.45MPa（廠家設(shè)計值）

    載荷系數(shù)K＝（d22-d02）／（d22-d12）＝1.056

    膜壓系數(shù)λ=0.742

    密封腔內(nèi)介質(zhì)壓力P＝（入口壓力+出口壓力）/2=0.438MPa

    可以計算出原8B1-P型機(jī)械密封端面比壓Pb為0.586 MPa,是符合設(shè)計規(guī)范的,在正常工作條件下是能夠滿足生產(chǎn)要求的。這和實際情況相吻合,在使用初期機(jī)械密封并不泄漏,那導(dǎo)致其失效的原因又是什么呢?這就必須從機(jī)械密封的工作環(huán)境入手,進(jìn)行綜合分析。

        E-GA103泵沖洗液來自該泵出口，經(jīng)過濾器后注入E-GA103泵。在實際生產(chǎn)過程中，由于渣油粘度比較大，流動性差，并且渣油介質(zhì)中含有粒狀和粉沫狀結(jié)焦物，在摩擦副周圍不可避免地存在著結(jié)焦物，這對摩擦副的危害相當(dāng)大。通過對沖洗系統(tǒng)*檢查，發(fā)現(xiàn)沖洗液管嚴(yán)重結(jié)焦阻塞。由于該泵處于氣提塔底部，管道和設(shè)備的銹蝕物以及雜質(zhì)和重組份聚合物都沉積在塔底,進(jìn)入泵體內(nèi)的渣油含有大量的雜質(zhì)和聚合物，同時由于沖洗量不足，使這些雜質(zhì)和聚合物不可避免地沉積于密封腔內(nèi)，造成使動環(huán)和動環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞，導(dǎo)致動環(huán)在軸向的動作不靈活甚至被卡死，彈簧被卡澀，不能提供原設(shè)計0.586MPa的端面比壓，導(dǎo)致密封面不能良好地貼和,液膜平衡被破壞,這時密封就會出現(xiàn)微漏，隨著聚合物和雜質(zhì)顆粒進(jìn)入摩擦副端面，密封面逐漸被磨損，再加上動環(huán)軸向補償不靈，造成密封泄漏量增加，zui終導(dǎo)致密封*失效。

        3.改進(jìn)措施

    根據(jù)密封的失效原因，我們有針對性地從以下幾個方面進(jìn)行了技術(shù)改造：

        3.1改變密封結(jié)構(gòu)形式

    據(jù)該泵的具體工況條件，我們選用了艾志318型卡式單端面機(jī)械密封（集裝式），其主要特點如下:

        （1）通過自動鎖緊環(huán)實現(xiàn)定心。

        （2）可調(diào)節(jié)式壓蓋可直接配合常用螺栓使用,集裝式結(jié)構(gòu)安裝方便。

        （3）彈簧位于輔助密封圈外側(cè)，與介質(zhì)*隔開，避免了彈簧的卡澀。

        （4）動環(huán)采用的是整體浮動式非鑲嵌，靜環(huán)是通過計算機(jī)分析，設(shè)計的Z形，其優(yōu)點是散熱好，熱量不宜積聚。

        3.2用柴油組分作沖洗液

    由于渣油組分過重并含有較多的雜質(zhì)和聚合物，使沖洗管線堵死而造成機(jī)械密封損壞，所以必須選用合適的沖洗液。按照乙烯工藝流程，E-DA103塔內(nèi)的混合柴油組分將與渣油混合，生成zui終產(chǎn)品，我們認(rèn)為用混合柴油作為沖洗液比較合適，原因如下：

        （1）混合柴油組分清潔，并與渣油相容性好。

        （2）混合柴油組分的壓力和溫度都適合渣油泵工況?；旌喜裼徒M分為300℃以上的餾分，而渣油的工作溫度為170℃，混合柴油作沖洗液不會汽化，有效地避免了泵的汽蝕。E-DA103的塔底循環(huán)泵E-GA105泵出口壓力為0.54MPa,出口溫度80℃。E-GA103泵其密封腔中的壓力可由以下公式估算:

        P＝（入口壓力+出口壓力）/2=0.438MPa

    沖洗液壓力比密封腔中的壓力大0.1 MPa左右,是非常合適的,直接從E-GA105泵出口引入密封腔即可。

        （3）用混合柴油組分作沖洗液是的，幾乎沒用增加任何投入，因為這部分柴油組分zui終還是要與渣油混合。

        E-GA103兩臺泵自2001年1月開始使用卡式機(jī)械密封，從現(xiàn)場情況來看密封效果非常好，運行至今仍沒有任何泄漏跡象，使用壽命達(dá)到了2年以上。原8B1-P機(jī)封每套價格為960元，卡式機(jī)械密封每套2500元,兩年內(nèi)僅機(jī)封備件費就節(jié)約1萬余元，通過去除密封沖洗,提高了泵的有效流量,經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。

        4.結(jié)束語

    通過對渣油泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的改造，并合理選用沖洗液，提高了機(jī)械密封的使用性能，解決了機(jī)械密封頻繁泄漏的問題，降低了設(shè)備維護(hù)和維修費用，保證了裝置的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。/