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骨架油封代替填料密封的改造

2012-12-07

作者：文建強
（揚子石化有限責任公司）
　　摘　要：根據骨架油封的特性，將其應用在填料密封中，經過多次試驗，改進密封潤滑方式，使油封與軸形成邊界潤滑，起到了良好的密封效果。
　　關鍵詞：填料密封；骨架油封；邊界潤滑
　　剩余污泥泵是接觸氧化法污水處理裝置（簡稱A/O裝置）中的重要設備，其穩定運行直接影響到系統中污泥的平衡。揚子石化水廠凈一車間PTA A/O裝置中，剩余污泥泵型號為80WGF，其轉速1350r/min，揚程17m，流量50.4m3/h，軸封采用填料密封結構。電機與泵的傳動方式為皮帶傳動。該設備在運行中經常出現泄漏，全部換上新填料，Z多也只能維持一星期。若再壓緊填料壓蓋，就會出現填料燒結的現象。
　　一、漏油原因分析
　　填料函結構如圖1所示，軸套外徑45mm，填料函內徑70mm，填料函長60mm。填料函腔體間隙12.5mm。所采用的填料為F10油浸石棉填料，其外形尺寸為10mmx10mm，因其尺寸小于填料函腔體尺寸，所以安裝時需將其砸扁。若采用F13的填料，由于軸套內徑太小，填料不能適應填料函腔空間尺寸，這是泄漏的主要原因。
　　二、選擇軸封
　　試用多種填料其密封效果均不理想。故考慮選用骨架油封來代替填料。
　　1.骨架油封的密封原理及使用條件
　　骨架油封唇部與軸表面同時存在干摩擦、邊界潤滑和流體潤滑三種情況，并不斷交替產生。干摩擦產生磨損，流體潤滑產生泄漏。在邊界潤滑下，密封圈唇口與軸套的界面之間形成一層穩定的流體動壓膜，有潤滑及密封作用。油膜厚度約在0.0025mm。油膜太厚，流體會泄漏；油膜太薄，唇部易磨損。要保證良好的密封效果，必須在骨架油封和軸套之間實現邊界潤滑。
　　骨架油封的使用條件為：工作線速度≤(4~12)m/s。本例中，工作線速度為3.18m/s，符合使用條件。
　　2.選用骨架油封代替填料
　　選擇φ45mmxφ70mm x12mm的骨架油封代替填料。由于五個骨架油封的寬度正好等于填料函的長度，所以在次試用時，在填料函內裝五個骨架油封，并重新加工一平面壓蓋（見圖2）用于軸向定位。安裝時發現填料函孔與骨架配合較松，所以又在其外圈涂少許704密封膠。在泵體組裝時，軸套應涂些潤滑油，避免運行初期油封出現干摩。
　　試車時發現軸套與多個骨架油封相摩擦，導致軸套溫升很快。為此采用間斷運行法，延長軸套與骨架油封的磨合期。隨著運行時間的延長，軸套溫度逐漸降低，軸套與骨架油封已磨合，可以投入運行。此次改造后，連續運行4個月才出現泄漏。
　　3.改進潤滑冷卻方式
　　第二次改造時去掉中間一個骨架油封，加工一個厚度與之相同的水封環放在中間，其位置對準原冷卻水孔（如圖3所示），安裝步驟同上。
　　在試車前，從原冷卻水孔加入潤滑油（46#機械油），邊加油邊盤車，直至腔體內完全充滿潤滑油。試車運行未采用間斷試運行法，而是連續運行，邊運行邊測量軸套溫度。當時的環境溫度為30℃，從試車結果看，可以直接投入運行。初次運行一段時間后需更換皮帶。改造后的剩余污泥泵已連續運行1年多，實現了零泄漏。
　　參考文獻：
　　[1]機械設計手冊，上冊，第二分冊[M].北學工業出版社，1987.
來源：《中國設備工程》2007年07期