浅谈多级离心泵机械密封故障原因分析与处理方法韩伟

浅谈多级离心泵机械密封故障原因分析与处理方法韩伟

韩伟

(神华宁夏煤业集团有限责任公司烯烃-分公司宁夏银川750411)

摘要：针对某化工企业某台多级离心泵的故障原因进行了分析从机械密封、装配精度以及实际运行情况等方面入手，对长期易损坏问题进行了多角度分析通过分析对比，找出了影响机泵运行周期和机械密封使用寿命短的主要原因，制定了相应处理措施.提高了机械密封的使用寿命.间接提高了机泵运行的周期.达到了良好的效果。

关键词：多级离心泵；机械密封

多级离心泵在社会生产行业中应用广泛，具有运行稳定、可控性强以及输出压力强等优势。多级离心泵相比于单两级离心泵结构更复杂，其设计、使用以及维修均有较高的要求。如果工作人员出现疏忽，将导致多级离心泵使用后经常出现一系列故障，影响其正常使用。如果不按照规范进行装配与检修，将导致零部件出现磨损，从而使泵的使用寿命缩短，并且产生更高的维护成本，影响生产的顺利进行。因此，需做好多级离心泵的检修工作，才能多级离心泵在生产中的作用得到发挥。

1.问题的提出

在现代工业生产过程中，机泵的应用领域很广，尤其在化工行业，各种形式机泵的使用非常广泛。多级离心泵的使用在化工行业中起着非常重要的作用，多用于锅炉给水泵等大流量、高压力的工作环境中。但是在多级离心泵在运行的过程中，经常会出现一些故障，影响机泵的长周期运行，其中一个非常常见的故障便是机械密封的损坏。本文根据机泵运行实际情况，对该离心泵机械密封进行故障分析，并制定了相对应的处理措施。

2机械密封的结构与原理

多级离心泵的工作原理为:输送的液体，在一定的压力条件下由泵的吸入口进入，在叶轮的作用下，液体的势能及动能均增加，液体到达导叶后，部分动能向势能转换，导叶的反叶片在水力的作用下向下一级叶轮入口进行液体的输送。因为各级传输的不断进行，各级均增加了等同的压力。液体在末级导叶经过后，到达泵筒体的环形室，最终经过叶出口进入至叶出管路。多级离心泵在矿产、化工以及石油等行业生产中应用广泛。

3机械密封故障原因分析

通过对机泵运行过程中出现的问题，对故障原因进行分析总结，并对各种类型的机械故障做了详细的统计，从不同角度分析原因，找到影响机泵故障的主要因素。如图1所示，综合各种机械故障，对故障原因进行分析。

3.1机械密封冷却水水质

初始设计时，为了保证机封冷却水的温度降低，降温装置设计为中间换热器冷却，使冷却水的温度达到要求。换热器是通过管程和壳程不同温度的介质进行热量交换，达到降温的作用，换热器如图3所示。

可是在机泵的实际运行当中，流动的介质为灰水(即充满杂质颗粒的煤浆污水)，经常导致换热器内部管束堵塞，造成参加换热面积的管束减少，直接导致了换热面积的减小，使冷却器的换热效果下降，回流进入机械密封的冷却水温度变高，造成动静环之间冷却效果降低，机械密封动环和静环之间温度升高，磨损加剧。动静环之间磨损的加剧，使动静环温度继续升高，整个形成恶性循环，最终导致机封磨损、偏磨，甚至碎裂和损坏，使机械密封的作用失效，机泵内部介质外泄。

3.2机械密封设计缺陷

该机泵的机械密封在选用的过程中，选择了多弹簧式机械密封，，这种机械密封的特点就是补偿机构由多个弹簧组成的，受力分布相对均匀，但是也会存在很多的问题。

由于机泵内部介质为灰水，经常造成机械密封内部堵塞，尤其在弹簧间和动静环之间积垢问题严重，同时弹簧兹直径较细，容易发生腐蚀，造成弹簧不发生作用，失去自动补偿的作用。同时，由于每个弹簧的结垢程度不同，弹簧补偿距离不均衡，造成动静环倾斜，发生偏磨现象，使机械密封的泄露更加严重。

3.3泵体振动大

机泵的运行过程中，根据每日定期巡检记录运行状态，发现机泵会发生较大的振动，超出正常运行的范围。经过运行参数的分析和现场的调查，发现振动大的主要原因有三个。

首先，由于灰水介质颗粒大，容易堵塞，所以在入口滤网处，较大的灰水颗粒阻挡了灰水介质进入机泵内部进行工作，造成机泵大量不足，产生较大的振动，甚至发生气蚀，严重时造成机泵叶轮的变形和口环的磨损。

其次，原因是机械密封泄露时，轴承箱容易进水，而轴承箱没有对轴承进行有效的保护措施，轴承容易混进水，造成轴承的损坏，振动加剧，如图3所示.

最后，是平衡鼓的磨损，平衡鼓磨损后，整个机泵轴向的平衡作用被破坏，平衡鼓起不到平衡轴向力的作用，造成推力轴承受力较大，轴负荷升高，机泵振动加剧，严重时会发生机泵损坏。

3.4叶轮及口环变形

由于机泵运行不稳定，振动大，轴向负荷大，平衡鼓作用不稳定，造成机泵内部损坏严重，最常见的现象就是叶轮的变形和叶轮口环的磨损，使口环间隙增大且不平衡。通过对口环的重新加工，可以改善口环间隙的要求，但是会出现一些问题，由于叶轮口环与壳体口环相互配合，虽然间隙值通过加工达到要求，但是会出现叶轮口环和壳体口环不同心的现象。

4故障处理方法

4.1机械密封冷却水改造

由于中间换热器容易造成堵塞，所以取消密封冷却水中间换热器，由泵第二级引出管线对机械密封直接供水(灰水温度为50℃-70℃)，保证了密封冷却水的足量和稳定，可以保证机封动静环之间的供水充足，同时可以在一定从程度上增强机封的冷却能力。

4.2机械密封型式的改造

3机泵口环的精配

针对同心度加工精度不高和灰水介质易对口环造成磨损的问题，通过不断试验，对口环间隙进行多次测量和复核，在不影响打量的前提下，适当放大口环、平衡鼓间隙值，将壳体口环内径扩大，保证口环、平衡鼓相配合时不发生剐蹭。较大的口环间隙.也可保证灰水不堵塞口环。同时.平衡鼓材质由铜改为钢，增强耐磨性。

5结论

通过对机泵运行故障的原因分析与处理，使机泵运行周期得到了明显的提高，性能的提高主要有以下几个方面。

第一，机泵运行过程中，两端轴承振动情况有了明显的改善.基本维持在机泵设计振值要求范围内。

第二，机泵在输送介质的过程中，流量输出仅仅设计值，并且保持稳定，表面口环间隙的调整未影响机泵的打量情况，保证了机泵稳定的流量输出。

第三，机泵运行平稳，轴承温度正常，润滑有温度正常，未出现异常现象。

从之前的一个月更换一次机械密封，降低到六个月更换一次，大幅度地提高了机械密封的使用寿命。同时对后期机械密封的改进采取了进一步的举措，将中压锅炉给水泵的清净水引入机械密封，可以很大改善机封的使用工况.保证机泵长周期满负荷运行。

参考文献

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