某泵的密封革新實例
來源:互聯網 點擊:1101 發布日期:2013/4/23 |
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一,概述
高含鹽送水泵,原設計為室外安裝臥式離心泵,運行中存在各種問題。2008年設備更新時將其更新為KLSO50-200-7型。
泵在安裝時電機為液面上安裝,泵頭為液下安裝,這樣安裝解決了泵冬季運行以及密封泄漏的問題。但是,最下端的滾動軸承容易失效。
二,運行環境及問題
1.長桿泵運行環境泵輸送的介質為高含鹽污水,其主要特性為水中含有大量無機鹽成分,含污油,而且含有較多泥沙等顆粒狀雜質,水體渾濁,很容易形成油泥和泥沙沉淀。
2.長桿泵結構特點長桿泵的軸由兩段軸連接而成,軸間用聯軸器連接,在軸外側的支撐管上裝有三處滾動軸承,目的是徑向支撐軸,減小因長度引起的擺動,進而減小振動。泵頭采用離心葉輪設計,軸封處采用填料密封和骨架油封的密封形式,密封冷卻為自冷卻。由于填料密封本身允許泄漏量比較大,在運行中必然會有介質通過填料密封,進入支撐管內與軸接觸,當達到一定液位時,介質就會浸泡最下端的滾動軸承,使潤滑失效。鑒于以上情況,廠家采用了壓縮氣壓力平衡的方法,在支撐管內通入一定壓力的壓縮氣,當管內有介質進入時,利用氣體壓力把管內介質通過泵殼的導流孔排入排水管內,以達保護支撐管內滾動軸承的目的。
3.運行中的問題在實際運行過程中,長期的運行很難保證壓縮氣的壓力在固定值上,當壓力偏低時,高含鹽廢水經填料密封泄漏進入支撐管,管內的積水不能被排出而停留在排水管內呈靜止狀態,這樣廢水中的雜質很快沉淀,致使泵體導流孔經常被沉積的污泥和雜質堵塞,支撐管內的積水無法排出,當管內的積水接觸到滾動軸承時,潤滑脂的潤滑效果很快就會失效,引起軸承的摩擦加劇,發熱,最終損壞。另外,由于支撐管內要保持固定的壓縮氣壓力,所以要有穩定的氣源不斷地向支撐管內輸送壓縮氣,如果不能很好循環利用,系統本身就會造成壓縮氣大量浪費。
三,密封改進
運行中的實際問題表明,只要密封存在泄漏,就有可能發生軸承失效的問題,而填料密封和機械密封都允許一定的泄漏量,不適合此處的密封。經反復討論和論證,認為泄漏是由于內外壓差導致,而副葉輪動力密封是通過降低密封腔液體壓力,實現等壓或負壓密封來防止泄漏的,并且不受顆粒雜質的影響,可作為此環境的密封。
所謂的副葉輪流體動力密封,是指在泵葉輪后蓋板背面附近同軸反方向安裝一開式葉輪。當泵工作時,副葉輪隨泵主軸一起旋轉,副葉輪中的液體也會一起旋轉,轉動的液體便產生一個向外的離心力,這個離心力頂住流向密封腔處的液體,降低了密封腔處的壓力。
由于泵原設計并沒有考慮副葉輪密封,所以結構上沒有副葉輪的安裝位置,為了實現這一結構,在葉輪后加工了一個內泵蓋,在內泵蓋與外泵蓋之間構成一個新的腔體作為副葉輪腔,改進后結構。
密封機構改進主要包含兩個方面,副葉輪動力密封和停車密封。副葉輪動力密封主要由背葉片,固定導葉和副葉輪兩部分構成,各自的安裝位置.背葉片安裝在靠近水泵葉輪后蓋板的位置,形式上與葉輪后蓋板形成了一個與葉輪同軸反向半開式葉輪。該葉輪產生的揚程不僅起到封堵介質逆壓的作用,還可以降低后泵腔的壓力,起到平衡軸向力的作用。同時還能減少進入密封腔的顆粒雜質。
副葉輪是一個與葉輪同軸反向的半開式葉輪,其產生的揚程起到封堵介質的逆壓作用。葉輪葉片采用設計常用的直葉片設計。工作時,以副葉輪自身為分界線,左側為高壓區和右側為低壓區。密封裝置要實現零泄漏,必須要滿足副葉輪逆壓(高壓區壓力)與背葉片逆壓之和等于泵頭正壓值。這要求正確估算泵的正壓值,估算過高會導致氣體進入泵內,降低泵的性能,估算過低則不能完全阻止介質的泄漏。一般情況下,取1.05倍的水泵揚程作為泵的正壓值。這樣,根據背葉片和副葉輪逆壓公式,可計算出副葉輪外徑尺寸。
固定導葉設計安裝在內泵蓋的外側,副葉輪腔內。其作用是使副葉輪光面輪轂處的壓力近似等于副葉輪邊緣的壓力,阻止液體旋轉,消除副葉輪光面升壓的影響,將腔內液體的動能轉化為壓力能,進而提高副葉輪的封壓能力。相關試驗表明,有固定導葉的設計可提高封堵能力15%以上,有效的防止介質泄漏。
停車密封裝置的設計是考慮長桿泵停運后,背葉片和副葉輪的逆壓作用消失,為阻止靜壓泄漏而采取的措施。此次改進中,停車密封裝置選擇安裝在原填料密封腔內,以骨架油封配合固定壓力的干氣作為密封措施。當泵停運時,提前通入固定壓力的干燥氣體經過骨架油封進入密封腔,在腔內形成定壓,阻止介質進入密封腔。在系統密封良好的情況下,只需維持壓力即可達到密封效果。
四,結語
經過對長桿泵軸封裝置的改進,徹底解決了因軸封泄漏造成的支撐軸承失效的問題,軸封和軸承故障次數降低,長桿泵運行周期大幅度提高。因此,長桿泵配合副葉輪動力密封技術,適合污水處理的特殊場合,如室外安裝,不便保溫以及介質含雜質等環境。 |
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