雷勝

摘要：分析熱水循環(huán)泵產(chǎn)生故障的原因以及進行的相關(guān)技術(shù)改進。

關(guān)鍵詞：熱水循環(huán)泵；熱膨脹；間隙；機械密封

前言

在冶煉分公司澳斯麥特爐試生產(chǎn)過程中，關(guān)鍵設(shè)備1#、2#熱水循環(huán)泵相繼出現(xiàn)了故障，嚴重影響了生產(chǎn)，主要表現(xiàn)在兩個方面，一是葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)在運行中經(jīng)常產(chǎn)生摩擦而抱死，使電機不能正常啟動。二是機械密封裝置經(jīng)常發(fā)生失效而產(chǎn)生漏氣。為了保證試生產(chǎn)的順利進行，避免設(shè)備事故的發(fā)生給經(jīng)濟帶來的極大損失，認真細致的分析了熱水循環(huán)泵產(chǎn)生故障的原因，及時組織人員進行技術(shù)改正，通過技術(shù)改造后取得了良好效果。

1.設(shè)備的基本概況

2.葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)在運行中經(jīng)常產(chǎn)生摩擦而抱死，使電機不能正常啟動

葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)之間存在一個間隙（俗稱口環(huán)間隙），間隙值設(shè)定合理，不僅可以使盤車輕松，還可以確保運行時正常的流量和壓力。由于這臺泵工作溫度達225℃，這就要求口環(huán)間隙值要比常溫下要大得多，而廠家設(shè)計的口環(huán)間隙值為0.5～0.66mm之間，經(jīng)常造成泵在運行時產(chǎn)生抱死的現(xiàn)象。因此要重新計算設(shè)定口環(huán)間隙值。

2.1 間隙值的計算

影響泵間隙值的設(shè)定包括軸的軸的靜撓度、轉(zhuǎn)子的晃動量、安全余量、溫升導致的熱膨脹量，熱膨脹量主要由材質(zhì)、溫升、口環(huán)直徑三個因素決定。

計算公式：間隙值≈軸的靜撓度+轉(zhuǎn)子的晃動量+安全余量+膨脹量

（1）軸的撓度一般在0.2mm～0.3mm之間，按最不利因素考慮取0.3mm。

（2）轉(zhuǎn)子的晃動量一般控制在0.08～0.12mm之間，按最不利因素取0.15mm。

（3）安全余量一般控制在0.10～0.15之間，按最不利因素取0.15mm。

（4）膨脹量=DΔt1a

D—葉輪密封環(huán)外徑 D=265.5mm

Δt1—高壓熱水循環(huán)泵最高工作溫度和室溫的差值。室內(nèi)平均溫度約為25℃，最高工作溫度為225℃。則Δt1=225-25=200℃

a—葉輪密封環(huán)線膨脹系數(shù)。a=11×10-6 1/℃

熱膨脹量=DΔt1a=265. 5×200×11×10-6=0.58mm

可以看出：影響口環(huán)間隙值得最大因素就是熱膨脹量。

因此：口環(huán)間隙值=①+②+③+④=0.3+0.12+0.15+0.58≈1.15mm

2.2解決的措施

（1）將廠家提供的備件葉輪密封環(huán)外徑粗車，尺寸控制在270mm。

（2）為了保證同心度，將粗車好的葉輪密封環(huán)裝配到葉輪上，在結(jié)合面上打眼攻牙，然后用4顆M8×15的螺絲擰緊。

（3）精車，將葉輪密封環(huán)外徑車至264.85mm。保證間隙最小值基本控制在1.15mm的范圍內(nèi)。

2.3效果

方案實施后，有效的解決了泵在運行過程中抱死的現(xiàn)象，使口環(huán)不發(fā)生偏磨，延長了口環(huán)的使用壽命，泵也能在正常的流量和壓力范圍內(nèi)。

3.機械密封失效而產(chǎn)生漏氣的原因分析

要分析機械密封失效的原因，首先要知道機械密封工作原理 ，即機械密封工作時，由密封流體的壓力和彈性元件的彈力等引起的軸向力使動環(huán)和靜環(huán)互相貼合并相對運動，由于兩個密封端面的緊密配合，使密封端面之間的交界（密封界面）形成一微小間隙，當有壓介質(zhì)通過此間隙時，形成極薄的液膜，產(chǎn)生阻力，阻止介質(zhì)泄漏，同時液膜又使得端面得以潤滑，獲得長期密封效果。

3.1機械密封失效的原因

常見的有：腐蝕失效；熱裂紋失效；磨損失效；操作和安裝不當引起的機械密封失效等。這臺熱水循環(huán)泵機械密封失效的主要原因總結(jié)歸納起來還是由于安裝和操作不當引起的。

3.1.1安裝不當主要有以下幾個方面：

①彈簧壓縮量過大，致使摩擦副加劇磨損，失去調(diào)節(jié)動環(huán)端面的能力；

②動環(huán)，靜環(huán)密封圈壓得過緊。動環(huán)密封圈過緊加劇了密封圈與軸套間的磨損，使動環(huán)密封圈變形；靜環(huán)密封圈處于靜止狀態(tài)，相對緊一些密封效果會好一些，但是過緊容易使靜密封環(huán)過度變形，靜環(huán)的材質(zhì)基本上是石墨的，較脆，過緊容易脆裂；③故障判斷失誤。一旦出現(xiàn)機械密封泄漏修理人員便忙于拆開檢修，實際上密封并沒有損壞，只需適當調(diào)整就可消除泄漏。

3.1.2操作中常見的失誤

①頻繁開停車；②密封水中斷或流量不足；③介質(zhì)波動大，超出規(guī)定的壓力范圍。

只要操作得當，采取相應(yīng)的維護和保養(yǎng)措施，讓機械密封處于比較良好的運行環(huán)境，就能延長機械密封的使用壽命。

4.結(jié)束語

通過技術(shù)改進，減少操作失誤，提高安裝質(zhì)量后，設(shè)備的運行狀況一直良好，效果顯著。主要體現(xiàn)在：①設(shè)備故障大大減少，故障率下降80%。②技術(shù)改進后基本沒有影響設(shè)備的性能，流量、揚程、壓力等都在規(guī)定的范圍內(nèi)，能滿足生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]邱宣懷.機械設(shè)計：高等教育出板社

[2]劉水華，林興光.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)：中南工業(yè)大學出版社