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機械密封及骨架油封在生產中的改造和應用
2012-11-08
作者：時華群
（勝利油田油氣集輸總廠職業技能鑒定站）
摘 要：目前，勝利油田各個原油庫、輸油中間站、壓氣站、聯合站、污水處理站等主要應用的泵型號是IS型、KY型、LG螺桿泵等，機械密封作為一種新型的泵密封設備，在各種型號的泵類設備上得到了普遍使用，其良好的密封效果及機械性能不僅降低了生產成本而且提高了生產效率，減少了工人的勞動強度。但是新型機械設備的高昂費用成為使用單位的一大難題。勝利油田有原油庫、輸油中間站、壓氣站、聯合站、污水處理站等60座以上，由于建站時間長，多數油氣集輸泵站設備老化，易損配件維修更換困難，運行設備完全實施更換所需投資太大，嚴重制約了新技術新設備的應用。根據生產實際情況，我們決定在試驗的基礎上，對老設備進行改造，更換機械密封，并取得了理想的效果。（勝利油田油氣集輸總廠職業技能鑒定站）
關鍵詞：泵；機械密封；改造
一、帶密封環的填料密封潤滑室結構圖
旋轉軸與固定殼之間的密封稱為軸封。其作用是防止液體從泵內泄漏到外面，或當泵內壓力大于大氣壓力時，防止空氣漏入泵中，盡管軸封裝置所占的位置不大，但對機器的正常運轉十分重要，一旦產生故障或出現磨損嚴重現象，就會造成動力系統癱瘓，嚴重制約了集輸原油生產的正常運轉，是Z容易發生故障的零部件之一。Z早采用的軸封裝置是填料密封，圖一。一般離心泵對軸封滴漏程度的合格要求為30滴/分鐘。如果不適當滴漏，盤根會因不能適當冷卻而出現被高溫摩擦冒煙燒焦的現象，同時盤根密封如果擠壓力太大，對軸套磨損嚴重，使軸套損壞嚴重，從而夾不住盤根從而使泄漏量增加。軸承潤滑多采用機油潤滑，軸承端蓋與軸之間的密封采用密封環的方式，密封槽中的密封物質很容易被磨損，使潤滑室內的機油漏失。同時，以上泵殼與泵軸盤根密封結構在泵軸高速旋轉時，盤根中的漏失液體形成一層薄膜附著在高速旋轉的泵軸上，易通過相鄰密封不好的軸承端蓋進入潤滑室，使潤滑油嚴重變質，不僅導致潤滑油的浪費，更使軸承潤滑質量惡化，不能真正起到潤滑作用而損壞軸承。
改造前的泵密封結構及原理圖
如箭頭所示，填料密封處泄漏的液體沿著高速旋轉的泵軸進入潤滑室使機油變質。 二、機械密封及骨架油封安裝及原理：
改造后的泵密封結構及原理圖
由于介質壓力和彈簧力的作用，是密封斷面上有一定的壓緊力，在動環與靜環的密封斷面之間形成很小的間隙，并保持間隙內有一層液膜。間隙很小，介質通過是阻力很大，從而阻止了液體的泄漏。而液膜的存在又可潤滑摩擦副，減輕磨損，保證了密封效果。動環與軸、靜環與壓蓋分別通過密封圈進行密封，封堵了密封腔中液體向外泄露的全部可能的途徑，實現了可靠密封。
改造方法：
1、機械密封的改造：各站常用的泵型號主要是離心泵(IS型、KY型)和螺桿泵(SNH型、LG型)，根據泵泵軸、密封室、介質壓力的大小，所輸送介質的不同，到泵廠家購買定做相應形式和型號的機械密封，將原來的盤根換成機械密封。其改造方法是根據壓力的大小，確定其Z大壓縮量，根據壓縮量的大小將原來的軸套適當縮短，同時根據靜環大徑的尺寸型號大小制作新的密封壓蓋。然后經四個固定螺栓進行固定安裝。2008年以來，我們先后對原油外輸泵進行了改造，更換為波紋形機械密封；IS型供熱循環泵、提升泵更換為彈簧式密封。
2、骨架密封的改造:安裝在潤滑室兩端原來的軸承端蓋，其與泵軸的接觸面的密封是安裝的密封填料，泵軸在高速運轉一段時間后，填料磨損嚴重使潤滑油泄露，如果不能及時填充，就會嚴重影響軸承的使用壽命，甚至會造成軸承卡死的現象，嚴重時，會燒壞電動機。我們根據骨架油封的密封特點，根據泵軸軸徑的大小，買買相應型號的骨架油封，同時在原來的端蓋上，按骨架油封外徑尺寸和結構在車床上進行加工一個圓形凹槽，將骨架油封用密封膠鑲嵌在其中。然后安裝在潤滑室兩端，使其與泵軸緊密配合，其較強的密封性和耐磨性，使它真正起到密封潤滑室的作用，此密封經使用后效果較好，使用壽命在2—3年。
改造前后的軸承端蓋
(左為改造后的軸承端蓋)
機械密封與填料密封相比，優點是密封性能好、尺寸較緊湊、泄露少、壽命長、耗功少。同時對泵軸表面的精度、光潔度要求低。完全杜絕了輸送介質的滲漏，骨架油封使潤滑油密封良好，緊固耐用，兩者結合后，充分起到了無滲漏、經久耐用的良好效果。 (左為改造后的軸承端蓋)
三、應用效果與社會經濟效益：
通過正確安裝機械密封和骨架油封，完全杜絕了泵的泄漏，使原來泵底座下面原來的污油、污水漏斗已毫無用途，可以全部拆除。
社會效益：泵房設備衛生狀況得到有利改善，減少了環境污染，減少了潤滑油的損耗量，大大降低了軸承的更換率，減輕了操作工人的勞動強度。
經濟效益：更換一臺帶機械密封的新外輸泵，需要四萬余元，而在老外輸泵基礎上更換波紋管式機械密封，只需要四千余元，更換一臺IS型泵彈簧式機械密封需要三百余元，加上節約的生產材料成本、機油的損耗及勞務費用，油氣集輸總廠一個輸油中間站一年可節約成本2—3萬元；一個原油庫年可節約成本10—12萬元。
四、結論
通過機械密封、骨架油封的改造不僅減輕了操作工人的勞動強度，減少了環境污染，降低了生產成本，是泵房地面干凈利索，減少了原來縱橫交錯的排污管線，同時提高了生產的安全性。此改造項目已經開始在油氣集輸總廠的兩個輸油中間站推廣，并取得了理想的效果。
參考文獻：
〔1〕《泵和壓縮機》錢錫俊，陳弘主編——東營:中國石油大學出版社
來源：《今日科苑》2009年第18期
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