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骨架油封代替填料密封的改造

2012-12-07

作者：文建强
（扬子石化有限责任公司）
　　摘　要：根据骨架油封的特性，将其应用在填料密封中，经过多次试验，改进密封润滑方式，使油封与轴形成边界润滑，起到了良好的密封效果。
　　关键词：填料密封；骨架油封；边界润滑
　　剩余污泥泵是接触氧化法污水处理装置（简称A/O装置）中的重要设备，其稳定运行直接影响到系统中污泥的平衡。扬子石化水厂净一车间PTA A/O装置中，剩余污泥泵型号为80WGF，其转速1350r/min，扬程17m，流量50.4m3/h，轴封采用填料密封结构。电机与泵的传动方式为皮带传动。该设备在运行中经常出现泄漏，全部换上新填料，Z多也只能维持一星期。若再压紧填料压盖，就会出现填料烧结的现象。
　　一、漏油原因分析
　　填料函结构如图1所示，轴套外径45mm，填料函内径70mm，填料函长60mm。填料函腔体间隙12.5mm。所采用的填料为F10油浸石棉填料，其外形尺寸为10mmx10mm，因其尺寸小于填料函腔体尺寸，所以安装时需将其砸扁。若采用F13的填料，由于轴套内径太小，填料不能适应填料函腔空间尺寸，这是泄漏的主要原因。
　　二、选择轴封
　　试用多种填料其密封效果均不理想。故考虑选用骨架油封来代替填料。
　　1.骨架油封的密封原理及使用条件
　　骨架油封唇部与轴表面同时存在干摩擦、边界润滑和流体润滑三种情况，并不断交替产生。干摩擦产生磨损，流体润滑产生泄漏。在边界润滑下，密封圈唇口与轴套的界面之间形成一层稳定的流体动压膜，有润滑及密封作用。油膜厚度约在0.0025mm。油膜太厚，流体会泄漏；油膜太薄，唇部易磨损。要保证良好的密封效果，必须在骨架油封和轴套之间实现边界润滑。
　　骨架油封的使用条件为：工作线速度≤(4~12)m/s。本例中，工作线速度为3.18m/s，符合使用条件。
　　2.选用骨架油封代替填料
　　选择φ45mmxφ70mm x12mm的骨架油封代替填料。由于五个骨架油封的宽度正好等于填料函的长度，所以在次试用时，在填料函内装五个骨架油封，并重新加工一平面压盖（见图2）用于轴向定位。安装时发现填料函孔与骨架配合较松，所以又在其外圈涂少许704密封胶。在泵体组装时，轴套应涂些润滑油，避免运行初期油封出现干摩。
　　试车时发现轴套与多个骨架油封相摩擦，导致轴套温升很快。为此采用间断运行法，延长轴套与骨架油封的磨合期。随着运行时间的延长，轴套温度逐渐降低，轴套与骨架油封已磨合，可以投入运行。此次改造后，连续运行4个月才出现泄漏。
　　3.改进润滑冷却方式
　　第二次改造时去掉中间一个骨架油封，加工一个厚度与之相同的水封环放在中间，其位置对准原冷却水孔（如图3所示），安装步骤同上。
　　在试车前，从原冷却水孔加入润滑油（46#机械油），边加油边盘车，直至腔体内完全充满润滑油。试车运行未采用间断试运行法，而是连续运行，边运行边测量轴套温度。当时的环境温度为30℃，从试车结果看，可以直接投入运行。初次运行一段时间后需更换皮带。改造后的剩余污泥泵已连续运行1年多，实现了零泄漏。
　　参考文献：
　　[1]机械设计手册，上册，第二分册[M].北学工业出版社，1987.
来源：《中国设备工程》2007年07期

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