趙曉（xiǎo）琳　張進濤

（石家莊工業泵廠有限公司，河北　050100）

　　摘　要：針對燃煤發電廠脫硫係統的漿（jiāng）液介質的工況（kuàng）特點，介（jiè）紹和分析了脫硫泵用雙端麵機械（xiè）密封的分類、結構（gòu）及材料的選用，並根據現（xiàn）場的實際情況（kuàng）分（fèn）析了機械密封（fēng）失效的主要原因，提出了提高機械密（mì）封使用壽命的一些改進措施（shī）和看法。

　　關鍵詞：脫硫泵；機械密封；壽（shòu）命；失效

　　一（yī）、前（qián）言

　　隨著社會經濟的發展和物質、文化生活水平的提高，對大氣汙染控製越來越來嚴格。國家以及一些地方政府（fǔ）都製定了一些法規標準用以控製各種汙染物的排（pái）放，燃（rán）煤發電廠也陸續設計和增加了FGD脫硫係統（tǒng）。機械密封（fēng）作為脫硫泵軸封形式的一種，具有功率損失小（xiǎo）、不泄漏或很少泄漏（lòu）的優點，因此在脫硫係統中的脫硫泵上得到（dào）了廣（guǎng）泛的應用。

　　二、雙端麵機械密封的結構與作用（yòng）

　　1.脫硫（liú）泵用雙端麵機械密封的分類

　　針對脫硫係統漿液介質腐蝕性、磨蝕性的特點，脫（tuō）硫泵的軸封形式一般采用了（le）雙端麵機械密封，其主要結構有兩種形式：背對背式雙端麵機械密封和（hé）串聯式雙（shuāng）端（duān）麵機械密封。

　　2.介質側機械密封

　　背對背式雙端麵（miàn）機械密封如圖1所示，主密封麵介質側靜環不旋轉，該密封環靠外圓的兩道靜態的O形密封圈來密封，O形密封圈通常與機械密封腔體采用過硬配合。介質側動環是旋轉的，該密（mì）封環靠動環座和（hé）O形（xíng）圈來密封和引導（dǎo）方向。介質側動環和介質側（cè）靜環的摩擦麵受到密封腔內軸（zhóu）封（fēng）水壓力的作用，要求軸封水的壓力比被密封介質的Z大壓力高0.15～0.2MPa，除了這（zhè）種向內作用的（de）壓差外，摩擦端麵間的液膜還受（shòu）到離心力的作用（yòng），兩種向內作用的力（lì）是累加的，因此與壓差由內向外作用的密封相（xiàng）比，這種密封的泄漏率較小。由於對軸封（fēng）水的壓力有要求（qiú），在（zài）軸封水的出口接（jiē）管（guǎn）處設計（jì）安裝合適規格的壓力表，控（kòng）製機械密封腔體內部軸封水的壓力（lì）。高壓的（de）軸封水向介質側（cè）泄漏，防止了介質（zhì）向密（mì）封側麵的穿透，因而起到了潤滑、冷卻的作用，這種布置方式的另一個好處是減少了摩擦麵的（de）磨損，防止介（jiè）質大（dà）量外漏。

　　機械密封腔體和介質側靜環之間的間隙，通常還配有（yǒu）一個鋼（gāng）結構的擋圈，以防止靜環從（cóng）密封腔體中脫出。

　　串（chuàn）聯式雙端麵機械密封如圖2所（suǒ）示，其介質側機械密封（fēng）正好和背（bèi）對背式機械密封相反，其靠近介質的（de）密（mì）封麵是動環，其靜密封靠O形密封圈與軸套過硬配合密封軸（zhóu）向方向的泄漏。靜環裝配在靜環座上，靠均勻的多個小（xiǎo）彈簧對其軸向補償。由於介質（zhì）壓力高於軸封水壓力，因而靜環不（bú）會從靜環座中脫出，所以不需要配備擋圈。軸封水壓力（lì）為低壓即（jí）可，一般（bān）為0.1～0.2MPa，主要起冷卻動靜（jìng）環摩擦副產生（shēng）的熱量和衝（chōng）洗密封腔內雜（zá）質物的作用。

　　3.大氣側機械密封（fēng）

　　對於背對背式機械密封和串聯機械（xiè）密封而言，大氣側機械密封的結構基本相似，大氣側機械密封（fēng）包括（kuò）動環、靜環以及輔助（zhù）密封圈，也包括動環座和（hé）靜環座（zuò），具體結構如（rú）圖1、圖2所示。

　　三、機械密（mì）封零部件所用摩擦副材料

　　(1)介質側（cè）機械密封（fēng）所用摩擦副材料由動環和靜環所組成的摩擦副是機械（xiè）密封Z重要的零件（jiàn），由於介質側機械（xiè）密封（fēng）所密封介質具有腐蝕（shí）性和磨蝕性，因而介質側機械密封采（cǎi）用耐腐蝕和耐（nài）磨的無（wú）壓燒結碳（tàn）化（huà）矽。

　　(2)大氣側機械密封所用摩擦副材料大氣側機（jī）械密封Z常用的摩擦副材料為硬質（zhì）合金YG6和YG8，由（yóu）於軸（zhóu）封（fēng）水采用清潔自來水，表麵（miàn）粗糙度值又（yòu）很低，一般來說，這種密封幾（jǐ）乎沒（méi）有發現問題。

　　(3)密封膠件材料由於石灰石漿液的強磨蝕性、強腐（fǔ）蝕性和汽蝕性的介質特點，O形密（mì）封圈（quān）選為氟橡膠。

　　(4)金（jīn）屬結構材料由於密（mì）封介質（zhì）的特（tè）殊（shū）性質，彈簧及（jí）觸液金屬件材料選為雙相不鏽鋼，其餘金屬材料選為316L或其他不鏽鋼金屬材料。

　　四、軸封水係（xì）統

　　雙端麵機械密封（fēng）需從外部引進適量的軸封水，如圖3所示，軸（zhóu）封水（shuǐ）一般具有以下功能：

　　1)潤（rùn）滑密封端（duān）麵。

　　2)帶走摩擦熱量。

　　3)將端麵因磨損產生的（de）顆粒帶走。

　　4)封堵工作介質泄（xiè）漏。

　　5)改變密封泄漏方向。

　　串聯式雙端麵機械（xiè）密封通常使（shǐ）用低（dī）水壓（yā）軸（zhóu）封水，如果軸封水壓力過高，則會將靜環頂開，從（cóng）而造成不必要（yào）的泄漏（lòu），使密封失效，因而串聯密封一般適用於軸封水壓力不太高的場合。

　　背對背式雙端麵機械密封常使用高壓力（lì）軸封水，較高的軸封水壓力可（kě）以阻止介質泄漏到密封腔內。一般需（xū）要軸封水的出口不遠的連接管上安裝銅管、壓力表和閥門，控製和顯示密封腔內的軸封水壓力，促使機械密封可以在良好的環境中運轉。

　　五、雙端（duān）麵機械密封失效原因分析（xī）

　　1.失（shī）效原因分析

　　從理論上講，為了（le）減少機械密封的（de）磨損量，機械密封應該（gāi）在合理的動（dòng）力流體潤滑條件下工作（zuò）運轉，因此摩擦副側麵應該是具（jù）有高使用壽命的，但實際使用中並（bìng）非如此，其原因通常是在不可能克服的偶然工況下造成機械密封（fēng）失效，其中的主要情況包（bāo）括：裝配誤差；人為因素的誤操作；運行中（zhōng）存在幹摩擦；軸封水冷卻係統的（de）失效（xiào）；由於生產不正常，造成的頻繁起動（dòng）和停車等。

　　2.提高機械密封使用壽命的措施和看（kàn）法

　　(1)加強機械密封裝配質量的控製短期（qī）的密封失（shī）效(即（jí）實（shí）際使用壽命小（xiǎo）於24h)在使用現（xiàn）場經常出現，主要原因大多是由於裝配人員對引進設備技術要求掌握不精（jīng）而造成的。對於高精密部件要求的機械密封來（lái）說，裝配像（xiàng）密封組件這樣的精密部（bù）件是非常（cháng）困難的，這種困（kùn）難是造成機械（xiè）密封“瞬時失效”的主要原因。提（tí）高檢修鉗工的技術水平，加強對機械密封的裝（zhuāng）配質量的控製，機械密封（fēng）使用壽命明顯加長。

　　(2)加強運行操作的控製泵運行（háng）階段，經常有停車、運行和起動的變化，使得泵送漿液介質（zhì）含有的石灰石顆粒易進入到（dào）機械密封（fēng）的摩擦副端麵中，從而將摩擦副（fù）端麵磨損、破壞，導致機械密封泄漏、失（shī）效。因此盡量減少開、停車次數及減小運行條件變化，促使機械密封使用壽命得到延長。

　　(3)軸封水係統的改造軸封水是影響機械密封壽命的重要因素之一。用戶現（xiàn）場經常（cháng）出現未打開軸封（fēng）水便起動泵，導致機械密封摩擦副端麵幹磨燒毀。因此，必須保證泵起動前先打開軸封水，且等（děng）停（tíng）泵至少3min後方可關閉軸（zhóu）封水，保證密封腔（qiāng）內充（chōng）滿冷卻、潤滑機械密封（fēng）的介質（zhì）。

　　六、結語

　　由於機械密封的特殊結構和功能，已在（zài）FGD脫硫係統得到了廣泛應用。通過對機械密封失效（xiào）的原因分析，並且相應采取了一些對策，機械密封使用壽命已（yǐ）明顯得到了提高。密（mì）封壽命提高的主要原因是（shì）一方麵（miàn）改善了密封的工作條件，另一方麵是規範了泵的技術維（wéi）修規程。通過這兩方麵的改（gǎi）進（jìn），目前脫硫泵用機械密封基本到了8000h無泄漏。

來源：《通用機械》2015年4期