浅析离心泵机械密封节能改造措施

浅析离心泵机械密封节能改造措施

郭昊 

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司

摘要：离心泵机械密封具有保障设备稳定运行、提高设备节能性的作用，同时其防渗漏功能可降低工业生产对环境的影响程度。机械密封作为流体机械与动力机械的核心构件，在产业的高速发展下，机械密封受到各大企业的关注。通常而言，离心泵机械密封可分为静密封与动密封两类。静密封可理解为直接密封；动密封可理解为旋转密封或往复密封。因二者作用机理差异，适用场景存在一定区别。根据设备运行特征及受力情况，静密封分为高压与低压两种。低压静密封常用材质宽的垫片密封，高压密封多采用硬度大且接触宽度窄的金属材质垫片。动密封按照密封和相关构件是否接触，可区分为接触式密封与非接触密封。离心泵机械密封可确保设备稳定运行，保证生产顺利进行。探究离心泵机械密封失效不仅可以推动产业可持续发展，还可为健全生产流程管理机制提供有力保障。

关键词：离心泵；机械密封；节能改造

引言

由于离心泵设备具有结构简单、流量均匀、运转稳定可靠、检查维修方便等特点，所以在乙烯工业生产中得到了广泛的应用，并取得了理想的应用效果。而在乙烯工业生产的过程中，针对装置设备的连续性要求较高，则需要重点保障在线设备运转的安全性与稳定性。所以，积极开展离心泵振动故障的诊断与解决处理，具有重要的现实意义。

1.离心泵的工作原理

离心泵叶片的高速旋转会将液体进行输送，驱动电机带动叶轮进行旋转而形成离心力，管道中的液体在离心力的作用下，速度和压力都会得到增加，液体会沿着叶轮叶片的方向进行移动，确保液体能够从叶轮口流出。在该过程中液体的自身压强和流动速度都会得到增加，从而实现液体的高速流动。当液体被甩入叶轮出口时，叶轮入口的中心会形成低压状态，使叶轮与叶冠之间形成压力差。积液管中的液体，由于在压力的作用下会进入到管路中，经过这样的一个工作流程，离心泵会不断地吸入和排出液体，增强整个系统的工作效率，实现能量转换和传递。

2.对机械密封结构进行节能改造的意义

离心泵是工业生产过程中较常用的一种动力机械装置，被广泛应用于、原材料加工等领域中，尽管这种设备在应用过程中具备可靠性高、使用寿命长等优点，但由于这一设备的主要工作环境较为复杂，很多离心泵常年工作在酸性或者碱性溶液中，使离心泵能够保持在稳定的工作状态中成为一项极为重要的工作。在这种情况下，机械密封结构应能够将离心泵与外界环境进行隔离的结构，具有减轻离心泵摩擦损耗、降低泄漏问题出现等优点，已经成为当前保证离心泵正常工作的基础。但需要注意的是，在离心泵机械密封结构日常应用的过程中，由于其中许多元件属于常规易损零件，一旦这些零件在使用过程中失效，很大程度上会影响离心泵机械密封结构的使用效果，现阶段，为避免机械密封结构失效问题的出现，对机械密封结构的失效原因进行了解，并对进行节能改造，已经成为当前提升离心泵的工作效率的关键。

3.对机械密封结构进行节能改造的方法

3.1将单端面机械密封改为双端面机械密封

在离心泵机械密封工作过程中，由于冲洗液是含有一定量固体颗粒物，随着工艺生产时间的延长，颗粒物的含量会越来越高，因此在投入生产一段时间内，机械密封冲洗过滤器的清洗频次会越来越高，最终无法保障密封冲洗管线的畅通，且冲洗孔为直径3mm的小孔，在后期极易发生堵塞，堵塞发生后只能停用运行泵，并进行工艺隔离排净物料后使用高压泵进行疏通，疏通完成后延长使用时间无法保证，只有通过拆泵卸解体机械密封进行彻底清洁后才能保证较为可靠的延长使用时间。频繁的切泵及物料排放清洗作业大大加重了操作人员的工作负担，拆解清理工作浪费了大量的维修工时，虽然排放的物料可以通过再次进料回收，但无疑加大了单位产品的能耗。即使不发生堵塞，波纹管内外操均会沉积大量的焦炭物质导致完全没有弹性，丧失补偿能力，关键问题是密封无法得到洁净的冲洗液，导致密封失效，针对对此离心泵使用双断面的机械密封辅以PLAN53A的冲洗方案，使用300#液态石蜡作为隔离液，使用0.35MPa低压氮气作为虹吸罐的压力源，虹吸罐内部有循环冷却水盘管，保证了密封端面摩擦产生的热量及传导热量能及时带走。

3.2离心泵选型合理

如果在生产过程中离心泵的选型不合理，无法满足工艺要求，但是液量过大会直接造成运行效率降低，从而浪费能源。离心泵选型合理，则在运行过程中始终确保离心泵的工作状态达到高效率。离心泵的合理选型，主要包括离心泵的形式、规格、台数以及转速等。离心泵选型合理的要求：第一，满足生产工作的最大流量和最大扬程；第二，在正常运作的状况下，尽可能靠近设计工况点；第三，尽量选择小而轻，结构简单的离心泵；第四，为了能够实现离心泵的安全运行，首先需要考虑离心泵设备的抗腐蚀性能，并且要确保离心泵的运转速度稳定，尽量选择性能曲线有“驼峰”的泵。离心泵的应用可以为企业的生产效率提高奠定基础，使原料的运输能够实现快速运转。然而离心泵在设计方面会出现能量消耗过大的现象，结合本研究结果表明离心泵的能量消耗过大是可以避免的。要利用科学合理的方法，并且对不同的离心泵进行改造，就能够实现离心泵的节能减排目标，确保企业能够实现可持续化发展，提高经济效益。

3.3合理选择密封形式，确保安装精度

离心泵只有在确保安装精度的基础上，才能发挥最大功能及密封效果。其一，应结合离心泵运行环境、温度、压力等工况参数，对机械密封形式科学选择，确保设备密封性能。其二，对离心泵安装施工质量严格控制。在设备安装时，有必要模拟实际运行状态，可借助计算机技术仿真模拟。同时，加强设备维护管理工作，定期对设备质量进行检验，避免设备运行过程中出现不良问题。其三，考虑到机械密封结构中精密零件较多，在安装作业中严格依照设备安装工艺进行，提升安装精度，保护精密部件，杜绝安装过程中盲目操作。其四，推行离心泵常态化管理，加强日常管理工作，建立设备维护管理制度，对精密部件进行良好的管护。

3.4优化离心泵振动故障

针对联轴器不对中现象的处理，首先需要用双膜片联轴器更换梅花形联轴器，双膜片连轴器的膜片弹性变形能够对联结两轴的相对位移进行有效的补偿，同时，针对主机与从动机之间的制作和安装误差、承载变形情况，在温度因素影响下而出现的轴向与径向偏移情况，以及角度偏移情况等，双模片连轴器都能进行补偿。由于惯性主轴与旋转轴线间的偏心情况，导致零件在运转时出现不平衡惯性力，由此引发传动轴系的振动故障。而双膜片联轴器两端的结构为固定性的，在悬臂质量方面以及水平方向，垂直方向的附加位移差都相对较小。所以，在更换双膜片连轴器后，离心振动泵各点的振动值均得到了有效的改善。

结束语

综上所述，随着我国科学技术的不断发展，离心泵机械密封的节能改造相关技术人员的业务能力提出了更高的需求，并且对离心泵设备的节能性同样提出了相对苛刻的要求。因此，就需要相关工作人员注重加强对离心泵设备相关理论知识的学习，结合实际工作需求熟练掌握，只有加强对离心泵机械密封的节能工作的注重，才能够进一步确保离心泵设备的节能性，从而使离心泵的使用效率得到有效的提升。

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