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機(jī)械密封及骨架油封在生產(chǎn)中的改造和應(yīng)用

2012-11-08

作者：時(shí)華群
（勝利油田油氣集輸總廠職業(yè)技能鑒定站）
　　摘　要：目前，勝利油田各個(gè)原油庫(kù)、輸油中間站、壓氣站、聯(lián)合站、污水處理站等主要應(yīng)用的泵型號(hào)是IS型、KY型、LG螺桿泵等，機(jī)械密封作為一種新型的泵密封設(shè)備，在各種型號(hào)的泵類設(shè)備上得到了普遍使用，其良好的密封效果及機(jī)械性能不僅降低了生產(chǎn)成本而且提高了生產(chǎn)效率，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但是新型機(jī)械設(shè)備的高昂費(fèi)用成為使用單位的一大難題。勝利油田有原油庫(kù)、輸油中間站、壓氣站、聯(lián)合站、污水處理站等60座以上，由于建站時(shí)間長(zhǎng)，多數(shù)油氣集輸泵站設(shè)備老化，易損配件維修更換困難，運(yùn)行設(shè)備完全實(shí)施更換所需投資太大，嚴(yán)重制約了新技術(shù)新設(shè)備的應(yīng)用。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，我們決定在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)老設(shè)備進(jìn)行改造，更換機(jī)械密封，并取得了理想的效果。
　　關(guān)鍵詞：泵；機(jī)械密封；改造
　　一、帶密封環(huán)的填料密封潤(rùn)滑室結(jié)構(gòu)圖
　　旋轉(zhuǎn)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(nèi)泄漏到外面，或當(dāng)泵內(nèi)壓力大于大氣壓力時(shí)，防止空氣漏入泵中，盡管軸封裝置所占的位置不大，但對(duì)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要，一旦產(chǎn)生故障或出現(xiàn)磨損嚴(yán)重現(xiàn)象，就會(huì)造成動(dòng)力系統(tǒng)癱瘓，嚴(yán)重制約了集輸原油生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是Z容易發(fā)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(duì)軸封滴漏程度的合格要求為30滴/分鐘。如果不適當(dāng)?shù)温P根會(huì)因不能適當(dāng)冷卻而出現(xiàn)被高溫摩擦冒煙燒焦的現(xiàn)象，同時(shí)盤根密封如果擠壓力太大，對(duì)軸套磨損嚴(yán)重，使軸套損壞嚴(yán)重，從而夾不住盤根從而使泄漏量增加。軸承潤(rùn)滑多采用機(jī)油潤(rùn)滑，軸承端蓋與軸之間的密封采用密封環(huán)的方式，密封槽中的密封物質(zhì)很容易被磨損，使?jié)櫥覂?nèi)的機(jī)油漏失。同時(shí)，以上泵殼與泵軸盤根密封結(jié)構(gòu)在泵軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，盤根中的漏失液體形成一層薄膜附著在高速旋轉(zhuǎn)的泵軸上，易通過(guò)相鄰密封不好的軸承端蓋進(jìn)入潤(rùn)滑室，使?jié)櫥蛧?yán)重變質(zhì)，不僅導(dǎo)致潤(rùn)滑油的浪費(fèi)，更使軸承潤(rùn)滑質(zhì)量惡化，不能真正起到潤(rùn)滑作用而損壞軸承。
改造前的泵密封結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)的泵軸進(jìn)入潤(rùn)滑室使機(jī)油變質(zhì)。
　　二、機(jī)械密封及骨架油封安裝及原理：
改造后的泵密封結(jié)構(gòu)及原理圖
　　工作原理：機(jī)械密封主要是由主要密封件(動(dòng)環(huán)、靜環(huán))、輔助密封件(密封圈)、壓緊件(彈簧、波紋管)等組成。
　　由于介質(zhì)壓力和彈簧力的作用，是密封斷面上有一定的壓緊力，在動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的密封斷面之間形成很小的間隙，并保持間隙內(nèi)有一層液膜。間隙很小，介質(zhì)通過(guò)是阻力很大，從而阻止了液體的泄漏。而液膜的存在又可潤(rùn)滑摩擦副，減輕磨損，保證了密封效果。動(dòng)環(huán)與軸、靜環(huán)與壓蓋分別通過(guò)密封圈進(jìn)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(shí)現(xiàn)了可靠密封。
　　改造方法：
　　1、機(jī)械密封的改造：各站常用的泵型號(hào)主要是離心泵(IS型、KY型)和螺桿泵(SNH型、LG型)，根據(jù)泵泵軸、密封室、介質(zhì)壓力的大小，所輸送介質(zhì)的不同，到泵廠家購(gòu)買定做相應(yīng)形式和型號(hào)的機(jī)械密封，將原來(lái)的盤根換成機(jī)械密封。其改造方法是根據(jù)壓力的大小，確定其Z大壓縮量，根據(jù)壓縮量的大小將原來(lái)的軸套適當(dāng)縮短，同時(shí)根據(jù)靜環(huán)大徑的尺寸型號(hào)大小制作新的密封壓蓋。然后經(jīng)四個(gè)固定螺栓進(jìn)行固定安裝。2008年以來(lái)，我們先后對(duì)原油外輸泵進(jìn)行了改造，更換為波紋形機(jī)械密封；IS型供熱循環(huán)泵、提升泵更換為彈簧式密封。
　　2、骨架密封的改造:安裝在潤(rùn)滑室兩端原來(lái)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(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，填料磨損嚴(yán)重使?jié)櫥托孤?，如果不能及時(shí)填充，就會(huì)嚴(yán)重影響軸承的使用壽命，甚至?xí)斐奢S承卡死的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。我們根據(jù)骨架油封的密封特點(diǎn)，根據(jù)泵軸軸徑的大小，買買相應(yīng)型號(hào)的骨架油封，同時(shí)在原來(lái)的端蓋上，按骨架油封外徑尺寸和結(jié)構(gòu)在車床上進(jìn)行加工一個(gè)圓形凹槽，將骨架油封用密封膠鑲嵌在其中。然后安裝在潤(rùn)滑室兩端，使其與泵軸緊密配合，其較強(qiáng)的密封性和耐磨性，使它真正起到密封潤(rùn)滑室的作用，此密封經(jīng)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(jī)械密封與填料密封相比，優(yōu)點(diǎn)是密封性能好、尺寸較緊湊、泄露少、壽命長(zhǎng)、耗功少。同時(shí)對(duì)泵軸表面的精度、光潔度要求低。完全杜絕了輸送介質(zhì)的滲漏，骨架油封使?jié)櫥兔芊饬己茫o固耐用，兩者結(jié)合后，充分起到了無(wú)滲漏、經(jīng)久耐用的良好效果。
　　三、應(yīng)用效果與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：
　　通過(guò)正確安裝機(jī)械密封和骨架油封，完全杜絕了泵的泄漏，使原來(lái)泵底座下面原來(lái)的污油、污水漏斗已毫無(wú)用途，可以全部拆除。
　　社會(huì)效益：泵房設(shè)備衛(wèi)生狀況得到有利改善，減少了環(huán)境污染，減少了潤(rùn)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(dòng)強(qiáng)度。
　　經(jīng)濟(jì)效益：更換一臺(tái)帶機(jī)械密封的新外輸泵，需要四萬(wàn)余元，而在老外輸泵基礎(chǔ)上更換波紋管式機(jī)械密封，只需要四千余元，更換一臺(tái)IS型泵彈簧式機(jī)械密封需要三百余元，加上節(jié)約的生產(chǎn)材料成本、機(jī)油的損耗及勞務(wù)費(fèi)用，油氣集輸總廠一個(gè)輸油中間站一年可節(jié)約成本2—3萬(wàn)元；一個(gè)原油庫(kù)年可節(jié)約成本10—12萬(wàn)元。
　　四、結(jié)論
　　通過(guò)機(jī)械密封、骨架油封的改造不僅減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了環(huán)境污染，降低了生產(chǎn)成本，是泵房地面干凈利索，減少了原來(lái)縱橫交錯(cuò)的排污管線，同時(shí)提高了生產(chǎn)的安全性。此改造項(xiàng)目已經(jīng)開始在油氣集輸總廠的兩個(gè)輸油中間站推廣，并取得了理想的效果。
　　參考文獻(xiàn)：
　　〔1〕《泵和壓縮機(jī)》錢錫俊，陳弘主編——東營(yíng):中國(guó)石油大學(xué)出版社
來(lái)源：《今日科苑》2009年第18期