机械密封工作原理精选(九篇)

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第1篇：机械密封工作原理范文

【关键词】上游泵送 机械密封技术 基本原理 应用

机械密封是一种流体旋转机械的轴封装置，又可以将其称之为“端面密封”。传统的机械密封为接触式密封，它主要是在补偿机构弹性作用力的作用下，使其能够充分地进行贴合，这样就能够很好地对密封介质从密封端面泄漏出去加以阻止，其动、静环所组成的摩擦一般处于边界摩擦或者混合摩擦的状态，在高参数工况条件下，如高温、高速以及高压等，其摩擦因数则会变大，工号较高，且磨损较为严重，那么就导致了其服役寿命短，使用起来极为不便，且需要花费大量的成本。目前，石油化工业取得了较为快速的发展与进步，在其发展的同时，石化业对机械密封技术提出了更高的要求，上游泵送机械密封技术就是在这样的背景下发展起来的，从而在很大程度上推动了机械密封技术的向前发展与进步。本文主要基于上游泵送机械密封的工作原理，然后阐述其实际的应用，旨在为更好地认识和应用上游泵送机械密封技术提供一定的借鉴与参考。

1 上游泵送机械密封的基本原理

下图1（a）所示为普遍采用的螺旋槽上游泵送机械密封端面构造，如果动环外径一侧为高压被密封液体（将其规定为上游侧），内径一侧为低压流体（气体或者液体均可，并将其规定为下游侧），当动环按照下图的方向进行旋转的时候，在螺旋槽粘性流体动压效应的共同作用之下，动静环端面之间产生一层非常薄的流体膜（下图1中的h0即为该薄层），这样就可以使得动静环端面保持分离的条件。上述这种特殊的结构中，使得内外径之间具有一定的压力差，在这种压力差的作用之下，高压被密封液体所产生方向由外至内的压差流Qp，而螺旋槽的流体动压效应所产生的粘性剪切流Qs的方向也是由内径直指向外径，该方向与Qp的方向正好相反，“上游泵送”因此而得名。

2 上游泵送机械密封技术的应用

由上所述可以得知，上游泵送机械密封技术主要包括两种类型：零泄漏上游泵送机械密封与零逸出上游泵送机械密封两种类型。下面就是针对上述两种上游泵送机械密封技术的应用进行详细地探讨。

2.1 “零泄漏上游泵送机械密封技术”的应用

“零泄漏上游泵送机械密封技术”主要包括如下两个方面的应用：

（1）输送饱和蒸汽压高于环境大气压的各种介质旋转流体机械类轴封。这类介质的特点是不易产生汽化，即使泄漏也是以液体形式出现，而不会发生挥发性泄漏，如各种油品、水等，因此，在条件允许的情况下可以采用无需缓冲流体辅助系统的零泄漏上游泵送机械密封。

（2）备用密封。当主密封开始泄漏时，作为备用密封的零泄漏上游泵送机械密封可以及时地阻止介质向大气泄漏，直至主密封的泄漏达到报警限为止。

2.2 “零逸出上游泵送机械密封技术”的应用

“零逸出上游泵送机械密封技术”主要包括如下两个方面的应用：

（1）用作输送饱和蒸汽压低于环境大气压的各种介质旋转流体机械类轴封。如炼油石化企业中的液态烃、轻烃、液氨等类介质的特点是易汽化，采用零逸出上游泵送机械密封可以有效地解决此类密封问题。

（2）可替代普通的双端面机械密封。 所示为推荐的一种零逸出上游泵送机械密封装置，该装置由内外两套密封组成：内侧为零逸出上游泵送机械密封，外侧为零泄漏上游泵送机械密封（在某些情况下可采用水封或油封等），中间通入压力低于密封介质的缓冲液。该密封装置的能耗量不足双端面密封的1/5，使用寿命大大延长，密封工作压力可以更高，而且取消了复杂的封油系统，使密封装置的可靠性明显提高，运行费用显著下降。

3 结论

综上所述，当前上游泵送密封技术还在不断地发展与创新过程之中，因此选择一种合适的方法来对机械密封环端面泵送槽的工艺加以改进，是目前上游泵送密封技术亟待解决的一个问题。只有解决了这个问题，才能够真正地提高上游泵送密封技术的工作效率、节约成本以及减少污染等，从而更好地为石油化工业所服务。

参考文献

[1] 华希俊，黄骞 ，符永宏. 上游泵送机械密封及其加工新技术研究[J].与密封，2010，35（2）

[2] 郝木明， 胡丹梅. 单列流体动压槽上游泵送机械密封： 中国，ZL00239203. 8[ P]. 2001- 04- 12

第2篇：机械密封工作原理范文

一、机械密封工作原理及其特点概述

机械密封的工作原理是轴间与旋转环构成极薄的液态膜，从而避免介质发生泄漏，同时也使断面变得更加，最终实现对机械的密封。机械密封经常被应用在压缩机、泵等。

就目前情况来看，泵的密封方式主要有以下两种不同的方式：（1）软填料密封。（2）机械密封。两种不同的密封方式特点不同，适用于在不同的场合，在密封方式的选用，选择正确的方式，可以降低成本，提高机械的运行效果。比较机械密封与软填料密封，前者具有以下优点：①密封的可靠性更高，泵在长期运行过程中，密封状态比较稳定，泄漏量小。②寿命相对来说更长，在水、油等介质中的使用寿命超过1年，即使在化工介质中，其使用寿命长度也可以超过半年。③维修周期长，泵在运行过程中，端面在发生磨损后，在一定范围完成相应的维修工作之后，泵的使用性能并不会发生明显变化，仍然能够满足使用需求。④摩擦小，消耗功率小，依据相关统计表明，摩擦功率仅为软填料密封的15%-55%。⑤具有良好的抗震性。

当然机械密封与软填料相比，并不是只有优点没有缺点，其结构更加复杂，成本高，对零部件的加工有着较高的要求，并且要求工作人员在安装与更换时的操作必须要合理，特别是要做好对紧急事故的处理。

二、输油主泵机械密封失效原因分析

通过对相关文献研究以及结合笔者工作实践来看，导致输油主泵机械密封失效的原因主要有以下几方面：

1. 材料不合理

输油主泵机械密封选材的材料不合理将会导致密封泄漏的出现。结合我在工作中遇到的实际情况来看，如果在发生泄漏时流出大量原油，而原油中所含的硫化氢具有较强腐蚀性，这就会造成机械的外部受到严重的腐蚀，从而导致破坏现象进一步加剧。分析机械密封的维修记录，由于密封件在应用过程中存在摩擦情况，将会导致密封辅助圈遭受腐蚀、老化等现象，进而导致密封泄露情的发生。从实际分析情况来看，密封泄漏与选材有着很大关系。因此，在选择选用密封圈时，要考虑泵应用周围的环境，泵所承受的压力等各项因素，综合考虑最终的选材。

2. 选型不当

输油主泵机械密封中，由于选型不当将会导致端面遭受破坏。通常来说，在输油主泵机械密封中，密封的方式有单面密封、平衡性密封等多种不同的形式，在具体应用个过程中，如果在选型上出现误差，导致端面的压力，将会难以形成摩擦副间液膜，导致磨损情况变得更加严重，最终密封件在泵的运行过程中将会出现变形情况，引起泄漏现象的发生。如果压力达不到要求，端面磨损无法得到补偿，将会导致机械运行出现打滑故障。

3.静环因素

结合实践来看，静环因素也是导致输油主泵机械密封失效的重要原因之一，根据笔者工作中对其检修发现，将换下的机械密封解体发现很多主要部件都出现了静环损坏。而进一步检查可知，静环与静环座配合处均出现“卡死”现象，用手按压无明显补偿作用，辅助密封圈分解后有溶胀现象。而导致这一情况产生的原因在于石墨材质的静环摩擦力大与胶圈溶胀、静环材质及冲洗孔分布等而造成输油主泵机械密封失效现象地产生。

4. 温度变化因素

输油主泵在应用过程中，如果端面温度的变化速率块，或者温差变化较大，产生热变形，密封泄漏的几率将会进一步变大。通常来说，为了避免泄露情况的发生，温度的变化速率不应当超过1℃/min，温度差的变化范围应当控制在10℃之内，为了避免由于温度差变化速率过快，或者温度差变化过大，而导致泄漏情况的发生，在具体处理过程中可以合理的采取冷冻措施。例如，某工程在具体生产过程中，因为温度差变化过大，经常会产生裂纹，轴封的使用寿命很短，不足12d，和后来对材料进行改变，选用耐温差较大的材料，延长使用寿命。

5. 其他因素

除了上述4方面原因外，导致输油主泵机械密封失效的原因还有诸如加工精度较低、安装质量不过关等。以加工精度较低为例，机械密封端面粗糙度和整体形状误差对其性能有较大影响。实际运转中的机械密封在绝大多数工况下处于混合摩擦状态，其弹簧压力和密封介质压力形成的总的外部载荷由密封端面间的液膜压力和微凸体接触共同承担，区存在由液膜黏性剪切引起的摩擦力，微凸体接触区存在由微凸体变形引起的边界摩擦力甚至干摩擦力，从而导致输油主泵机械密封因密封零件磨损而出现失效。

三、 输油主泵机械密封失效解决对策探究

1. 注重选材，降低泄漏几率

在选材上，通常利用通过保护层避免腐蚀现象的发生，利用保护层将机械密封金属与接触液（稀硝酸和己二酸的混合溶液）相隔离，阻止腐蚀情况的发生。碳化硅是一种强度高，密度低等优点，同其他抗腐蚀材料相比，耐高温强度更强，但是由于材料比较脆，因此在具体应用中容易发生断裂情况。合金钢是在钢中除了碳元素和铁元素之外，加入其他元素，改善合金钢的性能。合金钢具有韧性高，强度高，耐高温等优秀的性质，但是其与碳化硅材料相比，工艺更加复杂，因此在实际应用过程中，需要依据具体环境进行针对性选择。通过合理的材料，控制泄漏情况的发生。此外，我们还应特别做好静环的选材工作。比如当前许多静环设计中采用石墨材质较软，这就导致其在冲洗液压力较高（6.0～7.0MPa）的情况下，静环侧面很快出现的缺口，为此，笔者认为应根据国内外优秀的机械密封设计，将静环的材质升级，改用碳化硅材料来制作，提高静环的强度。

2. 动环密封圈的控制

密封圈的原材要依据实际情况选择相应的材质，同时需要注意，动环密封圈不能过紧，这主要因为如果动环密封圈过紧，将会增加轴套与密封圈之间的摩擦，导致泄漏情况的发生。与此同时，如果动环密封圈过紧，将会导致移动阻力加大，在泵运行过程中，如果工况变得复杂，无法及时调节。此外，动环密封圈过紧容易导致弹簧出现疲劳，导致弹簧损坏，并且动环密封圈过紧也容易导致自身出现变形，影响密封效果，引起泄漏。

3. 静环冲口设计以及密封圈压缩量优化

首先，改造静环座的设计，将冲洗口调整到静环和动环的结合面，冲洗液在动环旋转时能更均匀地分布，每一个部位都承受冲洗力，这样的分布才更合理，能有效缓解液体直接冲刷。其次，石墨静环孔隙大，与橡胶圈接触面粗糙，因此工作时会产生较大的摩擦力，同时，在输油过程中密封圈会产生一定程度的溶胀（体积溶胀

4. 其他因素解决对策

针对诸如加工精度较低以及安装质量不过关而导致输油主泵机械密封失效，笔者认为可以从以下两方面着手：首先，企业必须在充分结合自身工作实际做好输油泵机械密封的采购工作，即严格根据精度要求编制招标文件，随后采购精度符合要求的机械密封。其次，严格规范输油主泵安装。为此，我们需要制定出输油主泵规范化安装操作流程，并加强安装过程中的监督工作，以此确保输油主泵实现良好的安装质量。

第3篇：机械密封工作原理范文

【关键词】水泵；密封；问题；对策

【中图分类号】U464.138+. 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0129-01

1.机械密封装置的原理

机械密封是靠一对相对运动的环的端面A（一个固定，另一个与轴一起旋转）相互贴合形成的微小轴向间隙起密封作用，这种装置称为机械密封机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使中开泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙B、静环与压盖的间隙c的作用，同时对中开泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件，它是与中开泵的其它零部件一起组合起来运行的，同时通过其基本原理可以看出，机械密封的正常运行是有条件的，例如：泵轴的窜量不能太大，否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压；机械密封处的中开泵轴不能有太大的挠度，否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的外部条件，再加上良好的机械密封自身性能，才能达到理想的密封效果。

2.水泵密封存在的问题

2.1 机械密封装置管系的焊接质量差严重影响给水泵的安全，当运行中管系轻微泄漏使机械密封液温度缓慢升高（由于经热交换器的机械密封液减少，或机械密封液得不到良好的冷却）；当管系严重泄漏使机械密封液温度急剧升高。这些都使机械密封动环和静环及贴和面得不到很好的冷却，使动静环过热而损坏。运行中多次发生由于机械密封管系泄漏导致给水泵跳闸，也加重了机械密封的磨损。因此对机械密封装置管系的焊接质量提出了更高的要求。

2.2 给水水质对机械密封装置的影响。由于机械密封装置对水质的要求较高，当水质恶化时，由于机械密封装置的循环管系比较细，使机械密封装置急易堵塞造成机械密封液温度升高；当给水泵在低转速运行时，当水质恶化时，由于高鲁皮夫（Golubiev）反向螺旋槽的提升压力较低，使杂质不能被水及时带走，导致杂质沉积在机械密封贴和面处，划伤机械密封动静环的贴和面，使机械密封泄漏。因此必须加强机组启停机和正常运行的水质的监督。

2.3 运行方式对机械密封装置的影响。

2.3.1 当机组处于经常性的负荷调整，使给水泵处于变工况状态或给水泵经常处于启停状态时，导致给水泵泵轴的瞬间窜动，使给水泵动静环间的贴和面间隙过小，不足以形成流动膜，而造成动静环的干摩擦，使机械密封装置损坏。

2.3.2 当给水泵处于正常备用状态时，此时该泵静止。由于泵备用时必须投入暖泵装置，这时虽然投入了机械密封装置的冷却水，但由于泵组未转动，因此机械密封装置中的水不可能流动，所以机械密封装置的石墨环（静环）处于100℃以上的高温中，而当备用泵联启立即带负荷时，100℃以上水突然流动起来经过冷却器后变成30℃以上的回水流过机械密封装置的石墨环，使石墨环骤冷而产生裂纹，导致机械密封装置泄漏。因此在泵组正常备用时可加一个小的循环泵使机械密封装置的水流动起来，避免上述现象的发生。

3.水泵密封存在问题的成因分析

3.1 泵轴的轴向窜量大

平衡盘平衡轴向力的工作原理平衡盘工作时自动改变平衡盘与平衡环之间的轴向间隙b，从而改变平衡盘前后两侧的压差，产生一个与轴向力方向相反的作用力来平衡轴向力。由于转子窜动的惯性作用和瞬态中开泵工况的波动，运转的转子不会静止在某一轴向平衡位置。平衡盘始终处在左右窜动的状态。平衡盘在正常工作中的轴向窜量只有0105～011mm，满足机械密封的允许轴向窜量015mm的要求，但平衡盘在泵启动、停机、工况剧变时的轴向窜量可能大大超过机械密封允许的轴向窜量。泵经过长时间运行后，平衡盘与平衡环摩擦磨损，间隙b随着增大，机械密封轴向窜量不断增加。由于轴向力的作用，吸入侧的密封面的压紧力增加，密封面磨损加剧，直至密封面损坏，失去密封作用。吐出侧的机械密封，随着平衡盘的磨损，转子部件的轴向窜量大于密封要求的轴向窜量，密封面的压紧力减小，达不到密封要求，最终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。

3.2 中开泵轴的挠度偏大

机械密封又称端面密封，是一种旋转轴向的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果，因此要求两个密封之间要受力均匀。但由于泵产品设计的不合理，泵轴运转时，在机械密封安装处产生的挠度较大，使密封面之间的受力不均匀，导致密封效果不好。

3.3 没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理

机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置辅助冲洗系统，达不到密封效果；有时虽然设计人员设计了辅助系统，但由于冲洗液中有杂质，冲洗液的流量、压力不够，冲洗口位置设计不合理等原因，也同样达不到密封效果。

4.解决对策

4.1 消除泵轴窜量大的对策

合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心中开泵，比较理想的设计方案有两个：一个是平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对中开泵轴进行轴向限位；另一个是平衡鼓加轴向止推轴承，由平衡鼓平衡掉大部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承承担，同时轴向止推轴承对中开泵轴进行轴向限位。第二种方案的关键是合理地设计平衡鼓，使之能够真正平衡掉大部分轴向力。对于其它单级中开泵、中开中开泵等产品，在设计时采取一些措施保证中开泵轴的窜量在机械密封所要求的范围之内。

4.2 消除中开泵轴挠度偏大的对策

首先，减少两端轴承之间的距离。中开泵叶轮的级数不要太多，在中开泵总扬程要求较高的情况下，尽量提高每级叶轮的扬程，减少级数；其次，增加中开泵轴的直径。在设计中开泵轴直径的时候，不要简单地仅考虑传递功率的大小，而要考虑机械密封、轴挠度、起动方法和有关惯性负荷、径向力等因素。很多设计员没有充分认识到这一点。

4.3 增加辅助冲洗系统

第4篇：机械密封工作原理范文

关键词 机械密封；石油化工；新技术

中图分类号：TB42 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0115-01

1 石油化工机械密封技术的必要性与现状

多数化工产品均具有有毒或易燃易爆的高危特性，故一旦发生泄漏，不仅可能造成难以估计的经济损失与环境污染，更为严重的是也可能造成一定的人员伤亡，同时这也是所有化工行业的一大主要特点。基于此，为最大限度地避免此类事件的发生，其行业内所采用的相关机械设备具备较高的密封性能是非常有必要的。针对这样的需求，为了在复杂的工业现场作业环境中将密封性能达到尽可能更为严格的标准，一些多结构、多组合以及新型的材料在机械密封部件的开发与制造中获得了愈发规范的应用，并逐渐在石油化工行业展示出了巨大的应用前景。

2 几种机械密封新技术的介绍

在当前科学技术快速发展及与机械密封相关新材料研究的不断突破，机械密封技术也获得了空前的发展，也正是在这样的情况下，与此相关的产品泄露以及环境污染事件的发生率也有了较大程度的下降，相关设备的使用寿命也获得了显著延长。经笔者总结，目前相对较新的机械密封技术主要包括以下几种。

2.1 剖分式机械密封技术

在发明的最初，该技术主要是用在大型反应釜以及大型泵的分体式机械密封封面，其中的推环、传动环以及动环均包括有对称的两个组成部分，且动环被推环与传动环固定在一起，同是每环均采用设计有斜面的两半夹紧环实施固定；另将静环、静环座以及压紧螺母等三个部件进行一体固定，其中，在静环与静环座上也同样设计有斜面的两半夹环用以夹紧。后来，针对反应釜的剖分式机械密封，又有相关研究者开展了更为深入的研究性试验，他们采用了有限元计算方法，进而将改进的重点放在了辅助密封圈的应力应变方面，最终在不同的端面上加以设计，分别研发出了端面部分式机械密封与平行端面部分式机械密封两项密封技术。

2.2 非接触式机械密封

1）干运转气体密封。干气密封为一种由两个环组成的非接触式端面机械密封技术，其兼具了无磨损、功耗小与泄漏量小等较为全面的优点，而且在安装与维护方面均非常容易操作，系统的高可靠性也进一步确保其具有长期稳定运行的优势。该技术体系中，第一个环往往又被称为动环，在其表面设计有槽，并且可以随着转子旋转，另在槽的下方设计了一个比较光滑的区域为密封坝，此为产生密封作用的关键区域；另一个环被称为静环，其表面光滑，同时通过弹簧进行压固，只能进行轴向的移动。当轴处于静置状态，或是在机组未升压的情况下，弹簧将保持动、静环始终处于接触状态，而当几组升压过后，在气压的作用下，动、静环将发生分离，并在其间隙形成一层非常薄的气膜。一旦几组开始旋转后，动环槽将产生动压力，同时会在靠近槽根部的地方产生一个高压区域，继而，动、静环之前的距离将因此而扩大，直至压力维持到一个相对平衡的

状态。

2）逆流泵送机械密封。该技术兼具了完全不会逸出介质、对环境完全不存在污染、寿命较长、维护费用低等明显的技术优势，其在多领域已经有了非常广泛的应用。同时，该技术的基本密封原理是建立在流体动压理论基本方程-雷诺方程基础上的，主要采用了数值计算法与解析法两种分析模式。经长时间的应用实践发现，该技术尤其适用于应用到某些具有高易气化与高污染性以及高危险性的密封介质的密封需求，故其应用前景比较良好。此外需要说明的是，尽管上游泵送机械密封在端面结构上具有比较多的形式，但实则在工作原理方面是基本一致的。

2.3 流体回流式机械密封技术

此种机械密封技术的基本原理为：在考察外泄流体的流动路径的基础上，再通过一定的转变处理，继而将其再送回到机械密封腔内，以此实现机械设备零泄漏的最终效果。与此同时，该密封技术不仅具有相对更为简单的结构、很强的适用性与便于维护的特点，而且对某些特殊的工作环境与条件，比如高温、高压以及高速等，其应用价值将更为明显。

2.4 组合式机械密封技术

该技术是将多种密封技术进行整合而成的一种综合性的新型机械密封技术，通常情况下其均可通过一定的技术处理继而将各种机械密封技术的优势联合在一起，并同时规避各自缺陷。从某种意义上来说，本密封技术有望成为未来机械密封技术发展的必然趋势。就具体的组合方式来看，目前最普遍的包括了接触式结合非接触的密封形式与接触式结合接触式的密封形式。

2.5 其他先进机械密封技术

随着当前材料科学、工程科学以及计算机技术的共同发展与进步，这也在很大程度上为机械密封技术的发展带来了理论根基与发展契机，尤其是某些前沿技术与全新材料的高效应用，机械密封技术理论也势必将变得更加丰富。其中，比如更为严格意义上的零泄漏密封技术，该技术力求确保设备中所应用到的工艺流体绝对无泄漏，该项技术中又多采用干运转的密封方法，同时还应用到了诸如计量仪表、阀门、密封监控装置以及报警装置等辅助设备。此外，又比如集装箱式密封技术，该技术因其发明起源于运输集装箱故得此名，在安装之前，一般将静止部件与可旋转部件实施整体性安装，经完成试压及其相关检查满意后再将其套装进集装箱的内轴，同时对其实施必要加紧固定，基于此，该密封技术是可以实施平面运作的。

3 结束语

在石油化工行业内，其绝大部分装置与设备均需要进行机械密封处理，并以此来防止工艺流体出现漏、跑、滴、冒等情况，继而达到节约工业程度、降低环境污染以及提升运作效率的目的，这也是当代石油化工企业实现可持续发展的根本需求。基于此，高效机械密封技术的研发与运用不仅可帮助石油化工企业获得更为理想的工程效益，同时也可帮助其树立起更为良好的环保与节能企业形象，进而促进我国石油化工企业的稳定与快速发展。

参考文献

[1]张文平.机械密封的应用探讨[J].科技情报开发与经济，2010（2）：220-221.

[2]李磊.机械密封技术在化工行业中的应用[J].科技风，2011（13）：109-110.

第5篇：机械密封工作原理范文

关键词：支持桥；机械密封；发展；参数

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.040

0 引言

汽车车桥通过悬架与车架相连接，其两端安装车轮。车桥的作用是承受汽车的载荷，维持汽车在道路上的正常行驶。支持桥属于从动桥。单桥驱动的三轴汽车，后桥设计成支持桥挂车上的车桥也是支持桥发动机前置前驱动轿车的后桥也属于支持桥。汽车支持桥的密封对保障传动效率具有重要的意义。

我国对机械密封的研究相对较迟，兰州炼油企业于20世纪50年代对泵用机械密封的零部件开始进行开发。沈阳鼓风机和合肥通用公司联合于20世纪70年代浮环系列密封进行了研发，同时兰州冶炼企业对金属波纹管系列的机械密封的研发也获得了成功；20世纪80年年代以来，我国的机械密封行业逐渐引进了国际上比较先进国家的技术，使国内的机械密封技术上了一个新台阶。但与国际上比较还存在着许多问题，主要表现在：（1）材料特性差别大；（2）高参数密封可靠性差；（3）科研力量薄弱；（4）产品结构陈旧；（5）专业化程度低。本文在前人研究的基础上，研究了汽车支持桥机械密封分类及其关键性能参数分析，对进一步的机械密封的参数优化提供了一定的理论基础。

1 汽车支持桥机械密封发展概述

汽车支持桥机械密封是工程机械领域中用到最多的转动轴密封，是一种轴向断面密封。具备性能好、功率消耗低、不易泄漏量、工作寿命长等特征。随着工业技术的进步和发展，我国在汽车支持桥桥的设计和制造得到了长期地发展，大型高参数汽车支持桥桥的国产化等问题已经得到了很大地发展。其发展如下：

1.1 重视密封系统

过去仅注重独立的密封件，如今必须注重整套密封系统，而且对密封系统标准也许制定。

1.2 技术不断创新

高水平、高性能（零泄漏、干运转、无油、浆液）和高参数（高速、高压、高温、大直径）的大量密封产品的研发；新材料、新产品、新概念、新技术、新标准和新工艺的一直更新换代；实效监控（相态、摩擦状态和流体膜）、失效分析（概率和可靠性）、失效机理（密封圈及橡胶老化和泡胀、热裂、袍疤、空化―气蚀）的研究得到了广泛的重视和应用。

1.3 不断提高要求

为了使机械设备的使用周期加长，现在机械密封的使用时间可达到两年，而国际则由2年延长到三年。

1.4 重视安全和环境保护

以前仅注重表面存在的“泄漏”，不重视易挥发的“溢出”；目前需要控制挥发性物溢出量，即从“零泄漏”到“零溢出”。美国工程师学会和摩擦学家规定SP-30等挥发性物溢出量控制标准。

1.5 开发产品的应用性

新产品要连续不断的研发和创新，重点强调的是所开发的新产品在实际工程中能很好地使用，并带来社会效益。

随着大量机械密封理论的出现，机械密封的工作原理的分析研究更加深入，从而促进了机械密封技术的发展。但是在较小的密封端面空间内存在着摩擦、损坏、形变、介质流动等众多的物化复杂的交换过程，需要大量的研究人员去研究各种要素之间的相互关系，才能确切地反映出它们时间过程。该密封也常广泛应用于煤矿井下环境湿度大、粉尘多、检修条件差的煤矿机械中，如刮板输送机的链轮、采煤机的滚筒和摇臂等各类煤矿机械的行走减速器等。

2 机械密封的关键性能参数分析

2.1 pv值

端面的平均线速度 v与比压p的积所获得的值为pv值。极限pv值是指密封不能正常工作时的值，它是指密封材料工作时的能力。机械密封选取和设计中，影响密封特性的参数是pv值，该值是衡量密封是否具备抗磨和抗热两项指标。并且pv值与液膜的厚薄程度和状态有直接的关系，当pv值不符合所规定的标准时，端面内液膜的状况就会大打折扣，会导致好的摩擦状态受到损坏。

2.2 泄漏量 Q

泄漏量与密封实际的工作情况有直接关系，由于工程上所使用的机械密封的摩擦状态一般为边界约束。机械密封在正常的工作状态中，端面必然存在摩擦现象，并产生热量。摩擦产生的热量均与密封端面的液膜汽化和端面的应变、应力有很大的关系。严重的时候，集中起来的热量会严重影响密封的工作情况，使密封端面的磨损越来越快，最终引起密封无法正常工作。

2.3 摩擦系数f

该参数是对端面之间液膜性能的指标，工作情况有差别，其摩擦系数也就不相同。该系数不仅受到所使用材料的物理特性的影响，还受到密封所处于在的工程环境的影响。利用检测密封副之间的相对旋转速度、介质压力、几何参数、力矩来计算出摩擦系数。

2.4 摩擦准数 G

通常用液膜厚度和密封准数 G来体现密封的性能。机械密封在工作中看成为推力轴承，轴承特征系数能表达摩擦准数。液膜的负荷和黏性力有直接关系。密封准数G能表示液膜状态的复杂性，G值跟液膜厚薄的程度呈正比关系。密封在液体摩擦状态工作，密封准数一定大于某临界值；而密封过渡到边界状态时，则肯定小于某临界值。

3 结论

对机械密封进行准确的分析存在着众多的困难和难点。而关于以前的密封特性的运算分析通常是依靠重复不断地试验来获得的，因此这就不能很深层次地对密封特性进行评估，因为该种评估主要依靠研究人员多年的经验积累，这不仅阻止技术上的提高，而且也不能满足工程上的要求。

参考文献：

[1]刘相新，孟宪颐.ANSYS基础与应用教程[M].北京：科学出版社，2006：233-247.

[2]周恩涛，李建勋，林君哲.液压缸活塞密封性能的有限元分析[J].滑与密封，2006（04）：85-95.

第6篇：机械密封工作原理范文

关键词：巴西坎迪奥塔1×350MW火电机组、60HZ、凝结水泵机械密封、泄漏

Abstract: Brazil Candy Horta 1 ×350MW units in condensate system design with 2 sets of condensate pump, during the normal operation of a preparation; according to the Shanghai KSB manufacturers design, condensate pump cylinder body is a vacuum sealing water system design, use of mechanical seal.

Key words: Brazil Candy Horta is 1 × 350MW, 60HZ thermal power unit, condensate pump, mechanical seal leakage

中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：

机械密封各个接口功能说明如下表：

凝结水泵机械密封密封水系统主要流程特点及密封原理介绍：

1、为保证可靠性，进水管路有两路水源，一路是凝泵出口母管，另一路是电厂的除盐水母管。

2、除盐水母管供水管路有两个作用，一是机组启动前，由于凝结水母管没有压力，用除盐水母管水源作为启动用水；二是当机组运行中，运行凝泵如果突然跳闸，凝结水母管压力下跌，此时作为事故用水3、根据厂家设计，进水压力控制在0.2-0.6MPa左右，压力过高，超过机械密封的密封压力，将使轴封向外漏水。

凝结水泵机械密封现状：1、机组运行1年后，密封水进、出水压力表现异常，具体运行情况如下： 1.1、机组真空建立前，通过调节机械密封入口密封水手动阀门，可以保证运行凝泵和备用凝泵的密封水入口压力在0.2-0.6MPa、出口压力在0.1-0.15MPa，符合设计要求； 1.2、机组真空建立后，运行、备用凝泵机械密封的密封水进出口压力降至0，经多次调节密封水进出口阀门，运行凝泵机械密封进口密封式压力最高达到0.1MPa，而其余压力均为0，不符合设计要求的压力范围。

1.3、运行凝泵机械密封漏水、备用凝泵机械密封漏气，严重影响凝结水泵的出口流量和压力参数，造成泵出力不足，尤其是当负荷在280MW以上时，不得不投运2台凝泵。

密封水压力表现异常原因分析因Q、D接口仅作为冲洗水，与密封水压力没有直接关系，在此撇开不予讨论。密封水进出水压力低甚至降至0，必然是因为在机组真空建立后、密封水需求流量增大造成的。为此需要分析，厂家设计的密封水系统还有哪些可改进之处，可以降低密封水的需求量，以达到机械密封处密封水进出口压力平衡。

通过查看凝泵图纸，并对照现场情况，发现机械密封上除了Q、D、F、F'的四个接口，还有两个不明接口与水泵本体有连接，

结构多出的两个接口，根据凝结水泵总图和工作原理分析，A接口使密封水腔室与次级叶轮出口相连，作用是使运行泵的轴封水由自身供给；B接口使环形回水腔室与泵入口侧（即负压区）相连。

改进方案1、接口B口径为DN32，虽然在轴封盒内部有回水节流孔（如上图所示），但经计算，节流孔总通流面积已大于DN25的通流面积，无法起到节流作用。如在接口B处进一步节流，将明显降低密封水用量。节流方式通常有加装节流孔板，或加装阀门调节，为方便起见，此处加装一只DN32球阀进行节流。2、根据实际运行密封水压力低甚至降为零的情况，密封水从接口B流入泵内，通流量已经偏大，因此，再设置接口F'作为第二个密封水回水通道显得多余，因此取消F'出水管路，将此接口仅作为测量轴封盒腔室内部压力检测用。此出水管路取消，进一步简化了密封出水回收问题。3、接口A是泵利用自身次级叶轮出口供密封水，由于密封水从接口B处流入泵内的流量已考虑用阀门进行有效控制，因此密封水供水量不足已不再成为问题，为便于密封水压力调节，此管路也加装DN32球阀以方便平衡。

为方便监视机械密封进出口密封水管道压力，需在密封水进、出口管道阀门后分别安装量程为1MPa和0.6MPa的压力表。

运行情况及调整要点 密封水系统管道改进后，密封压力能满足厂家技术要求，消除了运行隐患。根据运行调整过程中的压力变化特征，提出如下运行调整原则和重点注意事项： 1、运行凝泵应以监视控制密封水出口压力为主，控制在0.1-0.15MPa范围内。接口F'是距离密封水进水接口F最远的部位，因此也是轴封盒腔室内部压力最低的部位。此处压力控制在0.1MPa以上，则表明轴封盒腔室各处均已处于正压，这样，就杜绝了凝泵轴封处向内漏空气的可能。 2、运行凝泵机械密封入口密封压力仅作为观察参考，注意不宜过高即可，控制在0.2-0.6MPa。密封水进口压力越高，机械密封向外漏水的可能性就越大。此外，压力过高还会使泵组向下的轴向推力增大，导致泵组推力瓦温升高。 3、运行凝泵停止转备用后，如局部结构示意图所示，节流套处由正压变为负压，注入轴封盒的密封水将有一部分从节流套与节流衬套间隙处进入泵内，使密封水供水量减少、泄水量增大，因此密封水出口压力会从0.1-0.2MPa变为负压。为了使轴封盒腔室压力恢复到正压，势必要开大密封水进口阀门，或关小B接口至泵入口管道阀门，由于阀门开度发生变化，这样到下一次泵启动时，密封水进口管道压力会超出设计值0.2-0.6MPa较多，有可能会超过压力表量程导致压力表损坏。因此运行泵转备用后，不必使密封水出口压力恢复到设计值0.1-0.15MPa，根据经验，恢复到0-0.1MPa即可（具体视机械密封的严密程度而定，以保证凝水溶氧不明显上升为原则）。 4、运行人员对机械密封冲洗水路（接口Q、D）的结构原理要有正确认识，不要将其视为“第二道水封”，其水封作用是很有限的，应对冲洗水量加以控制，有少量滴出即可，开大了会造成无谓的浪费。

结论

对于抽送负压介质的泵，只要相关密封水辅助系统配置得当，采用机械密封完全可以保证密封可靠，避免影响溶氧指标和泵出力不足的隐患。

凝结水泵轴封结构优化设计、采用机械密封的做法是成功的，解决了凝结水泵轴封泄漏问题，提高了设备可靠性和技术装备水平。

与填料密封结构的凝泵相比，机械密封结构的凝泵几乎没有除盐水损耗，按每台泵减小轴封泄漏量1.25t/h、年运行8000小时计算，每台机组年节约除盐水量20000吨，十分可观。另外机械密封的磨擦阻力损失比填料密封小得多，使得泵浦效率得到一定的提高，因此也有一定的节电效应。

参考文献

（1）巴西项目凝结水泵设备供货合同CCE-013

第7篇：机械密封工作原理范文

【关键词】离心泵 机械密封 泄漏

目前机械密封在离心泵中应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，尤其在化工生产过程中，由于生产的连续性，机械密封出现泄漏，将严重影响着生产的正常进行。

一、机械密封泄漏的原因分析

（一）机械密封的工作原理

机械密封是靠动环与静环的接触面在运动中始终贴合，实现密封。机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封原件组成，其中动环和静环的端面产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。

（二）主要的泄漏点

主要泄漏点有：轴套与轴间的密封；动环与轴套间的密封；动、静环间的密封；对静环与静环座间的密封；密封端盖与泵体间的密封。

一般来说，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决。其余的泄漏直观上很难辨别和判断，须在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、判断，才能得出正确结论。

（三）泄漏原因分析及判断

（1）安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，试压查漏，^察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化，则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。

（2）试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损，擦伤；动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副，擦伤动、静环密封端面；上述现象在运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。

（3）正常运转中突然泄漏。离心泵在运转中突然泄漏，少数是因正常磨损或已达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；对较长时间停运，重新启动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；环境温度急剧变化；工况频繁变化而调整；突然停电或故障停机等。

离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大的事故或损失。

二、机械密封检修中的几个误区

（1）弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。

（2） 动环密封面越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过漏，二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整；三是弹簧过度疲劳易损坏，四是使动环密封圈变形，影响密封效果。

（3）静环密封圈越紧越好。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧密封效果会好些，但过紧也是有害。一是引起静环密封因过度变形；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起破碎；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。

（4）叶轮锁母越紧越好。机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏（轴间泄漏）是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如轴间垫失效，偏移，轴间内有杂质，轴与轴套配合处有较大的形位误差，接触面破坏，轴上各部件有间隙，轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏，锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效，相反适度锁紧锁母，使轴间垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于良好的密封状态。

（5）新的比旧的好。相对而言，使用新机械密封的效果好于旧的，在聚合性和渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作用。

三、处理方法

离心泵的机械密封时由两块垂直于轴的密封元件（动坏和静环）组成的，其表面光洁而平直，相互贴合。密封端面平面度不大于0.0009mm，表面粗糙度，金属材料Ra=0.02μm，非金属材料Ra=0.04μm。动环和静环作相对转动，摩擦副材料为石墨、氧化铝陶瓷、 碳化硅、氮化硅、碳化钨硬质合金等。工作时，靠弹簧的密封介质（工作溶液）的压力在旋转的动环和静环的接触表面上产生适当的压紧力，使两端面紧密贴合，并在端面间产生一层极薄的液体膜而达到密封的目的，液体膜具有外层流体压力与内层静压力，起着和平衡压力作用。

四、检修时注意的问题

当静环或动环密封圈难安装到位时，可在此处涂抹油。安装过程中静止用工具敲打密封元件，应使用专用工具进行安装，以防密封元件的损坏，安装密封时应轻拿轻放，避免损坏密封件。弹簧弹力不足时，动环与静环密封面间容易产生间隙，可移动固定螺钉，以增加弹簧弹力或更换弹簧。

第8篇：机械密封工作原理范文

关键词：结构简单 维修方便 振动小 整体效益高

中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0072-01

LG螺杆压缩机包括：主机冷却系统、油系统、仪控系统，介质的进出气管线系统。该设备主要用于原油稳定工艺以及原油负压脱气过程，回收大量轻质油。因此，该机是油田能源回收的关键设备。

1 螺杆压缩机的工作原理

螺杆压缩机实际上是一种工作容积做回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化又借助于压缩机的一对转子在回转运动来达到。螺杆压缩机工作循环可以分为吸气、压缩、排气三个过程，螺杆压缩机具有一对相互啮合、旋向一左一右的阴阳转子，由机体内圆柱面、端壁面共同构成的工作容积，称为基元容积。随着阴阳转子按照一定传动比的旋转运动，每对相互啮合的齿轮相继完成相同的工作循环，转子的基元容积由于阴阳转子的齿相互连续侵入而减少，将被压缩介质逐步从压缩机的吸气口排向排气口，实现对气体介质的压缩。

在转子——机壳的端设吸入口，另一端设排出口，二者成为对角线布置。当吸入口进入基元容积，由于转子的啮合转动，螺杆转子的齿连续的脱离另一转子的齿槽，使齿槽空间容积增大到最大值时，吸气结束。这时基元容积对才与吸气隔开，压缩开始，在压缩过成中，基元容积对又逐渐向出口方向推移，容积减少，气体被压缩，当转子转到某一特定位置（由内压比决定）时，压缩过程结束，基元容积对开始于排除口沟通，排气过程开始，直到气体排尽为止。基元容积对于螺杆啮齿的空间接触分离，在排气的同时，在吸气端再次进行吸气，然后进行压缩、排气、循环往复。

2 LG螺杆压缩机的结构

LG螺杆压缩机按工作原理划分属于湿式螺杆压缩机，但在结构上吸收了干式螺杆压缩机的优点，设置了同步齿轮和机械密封。工作时，气体从吸气端座强制吸入到张开的螺杆内，随着螺杆的旋转啮合，气体在螺杆和壳体形成的密封腔内被均速地推向排气端，在这个过程中，密封腔内逐渐减少，气体被逐渐压缩，湿度升高，密度增加。这时从喷液盒连续不断地喷入的冷却液经雾化后，与气体混合在一起，将气体温度冷却并控制在70 ℃左右，在冷却液的作用下，螺杆压缩机单级压比可以做到更大。再冷却液喷入的同时，因螺杆转子间隙内形成膜面，提高了压缩腔的气密封和压缩容积效率。

在吸气端和排气端均设置了高性能的机械密封，他们阻断了气体向机体外和油侧的泄漏，气密性和安全性更高；同时这种组合密封使得压缩机气体与冷却液和油的绝对分开，使得在选择喷入压缩腔内的冷却液时就可以非常灵活，可以选择廉价而比容值很高的水作为冷却介质，也可以选择适合各种压缩气体的油品，或者直接从被压缩气体中分离出来的液态成分。

3 LG螺杆压缩机在集输天燃气工艺中的优势

由于LG螺杆压缩机优越的适应性和操作性及稳定性，相对于往复压缩机和离心压缩机而言，在气体压缩与集输天然气工艺中具备了明显优势。

关于零件数量看，双螺杆压缩机一共仅有300多个零部件，易损件很少，因而可以更长时间无故障运行，判断故障点更加方便。

螺杆压缩机由于阴阳转子、缸体之间均保持适当的间隙，互不接触，因而允许压缩介质带液甚至带粉尘，可以多相混输。

被压缩或输送气体在大多情况下进出口压力都是稳定的，但同时几乎没有那个场合，进出口压力从来不会波动，螺杆压缩机能承受很大范围的进出口压力波动，仅仅会在效率上有少许的下降。

湿式螺杆压缩机由于直接将冷却液喷入压缩腔内，将气体温度控制在70℃甚至更低，而往复压缩机内的排出温度一般都超过100 ℃。

螺杆压缩机设置机械密封组件，控制机械密封的油压比排气压力略高，这样即使机械密封损坏，工艺气体也不会泄露到大气中，机组的气密性非常高。

螺杆压缩机由于在工作时没有不平衡力，因此振动很小，噪音主要是排气噪音，因此螺杆压缩机不需要进出口消音器，机组结构简单，维修方便，工作可靠。

4 LG螺杆压缩机在集输天然气工艺中的主要用途

LG螺杆压缩机在集输天然气工艺中的主要用途有如下几个方面。

（1）油气田低产能天然气以及气井开发，后期，井口压力逐渐降低到依靠自身压力不能输送到气体处理厂集中处理时，需要对气井产出天然气进行增压输送或者降低气井回压以提高天然气采收率。这一时气期天然气产出的天然气不仅压力，气量变化大，而且往往还含有液体成分。

（2）在各大油田原油生产中，从转油站及联合站分离出的石油伴生气，因为含有大量的液体轻烃成分及水分，而且由于受到分离设备承受能力及生产工艺的影响，压力较低，一般都在0.2 MPa左右，需要增压输送LG螺杆压缩机是最理想的设备。

（3）供气干线末端大型天然气设备及用户供气压力不够需要增压、稳定供气时，选用结构简单、故障少、配套工艺及管理方面的LG螺杆压缩机与调频电机配合使用，是最佳方案。该方案以较少的投资，最得意的生产工艺，来满足用户对天燃气量的需求，而且运行平稳、安全可靠。

（4）负压及特种场合下的气体压缩与增压输送。

在油气开发与石化企业生产过程中，涉及到易燃易爆、负压状态及气体带液多的工艺场合，例如负压法原油稳定轻烃回收工艺中抽负压设备、减压增镏过程中的负压设备、大罐天然气的回收，丙、丁烷制冷压缩机等易挥发性烃类及可燃气体的压缩输送，LG螺杆压缩机有着其他压缩机不可比拟的优越性。

5 结论

本机为双螺杆压缩机械设备，主电机通过叠片绕性联轴器和主机阴阳转子直联驱动。气体从压缩机进口进入机内通过对阴阳转子的高速啮合旋转进行介质的压缩。压缩气体经排气孔输出。该压缩机的进气口和排气口，可设计为进口上出，上进下出的结构，便于管线安装和维修。

参考文献

第9篇：机械密封工作原理范文

摘 要：陕西府谷电厂是开发建设陕北煤电基地向华北地区送电的重要项目，也是“西电东送”北线方案的重要组成部分。府谷电厂工程对于缓解东部地区能源资源、交通运输、节能环保等压力，提高能源安全保障能力，具有十分重要的作用。而上海电力修造总厂生产的HPT300-330M型50%容量电动给水泵运行中出现自密封水温度高，对电厂的正常作业造成影响，本文主要介绍了该型号的给水泵在运行中出现自密封水温度高的原因分析，改造方案及改造后的效果对比，通过降低给水泵自密封水温度，延长了给水泵机械密封的使用寿命，提高重要辅机设备可靠性。

关键词：电泵密封；水温度高改造；原因分析

中图分类号：TH136 文献标识码：A

1.设备概况

府谷电厂一期工程2×600MW机组，汽轮机为东方汽轮机厂制造，型号KZN600-16.7/538/538亚临界、中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，锅炉为哈尔滨锅炉厂制造，型号HG-2070/17.5-YM9亚临界强制循环炉，每台机组配3台50%容量电动给水泵，二用一备，给水泵为上海电力修造总厂制造的HPT300-330M型电动给水泵，该给水泵进口压力为2.64MPa，出口压力为20.94MPa，流量为1138.5t/h，轴功率为7780kW，额定转速5584r/min，电动机为上海电机厂生产的YKS1000-4型电机，功率10000kW，转速：1491r/min。

2.运行中存在的问题

2011年06月03日17时35分，接到运行人员#2机B电动给水泵驱动端机械密封呲水的通知。检修人员随即赶到现场，发现电动给水泵驱动端机械密封处呲水严重，人员已无法靠近。运行人员立即把电泵倒至A电泵运行，对B电动给水泵进行隔离，泵体进行泄压。经过对B电动给水泵驱动端机械密封进行解体发现动环与动环防转槽过热、损坏，使转动槽磨平，动环脱离工作位置，且背部有6处损坏，进一步造成聚四氟乙烯垫、O型圈损坏，造成机械密封泄漏。

3.原因分析

本期工程2×600MW机组采用直接空冷系统，设辅机冷却水系统对各辅机进行冷却，两台机组辅机冷却水量约2×3700m3/h。辅机冷却水系统能够在各种运行工况下连续供给主厂房辅机，以带走辅机所排放的热量。3台辅机冷却水泵，其中两台运行，一台备用。

HPT300-330M型电动给水泵机械密封自密封水采用内置式冷却器，工作原理是给水泵末级叶轮出口泄漏的高温高压水首先经过节流减压套，压力降低、流速增加，流入迷宫式冷却水套的自密封水腔室，另外一路冷端水源由辅冷水供给，由于本厂地处陕北高原黄土高坡，缺水严重，植被少，风沙大，辅机冷却水为开式，水质差，由于辅冷水中含沙量较大，造成给水泵冷却水套冷却水侧流道堵塞，影响冷却效果，造成机械密封自密封水温度升高，导致机封密封过热损坏，冷却方式亟待解决，如图1所示。

4.数据分析和可行性研究

4.1 给水泵所需冷却水量分析

每台电动给水泵自密封水冷却水设计正常流量为：7.8m?/h，前置泵密封水冷却水设计要求正常流量为：7.6m?/h。3台电泵共需冷却水量为44.7m3/h。

4.2 闭式水系统现状调查分析

每台机组配备一套闭式水系统，主要供锅炉炉水循环泵冷却。闭式水泵为上海连成水泵有限公司生产的型号为：SLH125-315B扬程：100m流量：143m3/h，电机功率：75kW转速：2950r/min；配用机：上海连成制造Y2-2085-2；电机功率：75kW，额定电流：134.4A；闭式循环水箱容积：10m3。锅炉闭式水系统用水总量为：93m3/h，闭式水泵出口母管为Ф133×4mm。根据现场调查得出结论，闭式水冗余50m3/h。

4.3 结论及管道选择

通过分析闭式水余量能够满足电泵冷却水的需要。管道选择按管道内流速为3m/s计算，得出选用母管Ф89×4.5mm，支管Ф38×3mm的无缝碳钢管。

5.改造方案

将原有3台电泵冷却水进、回水管汇入两路母管接入闭式水进、回水管，在每台电泵和前置泵冷却水管各加装两只进回水门，在母管处各加装一只进、回水总门。冷却水管阀门共12只（DN32、PN25），母管阀门两只（DN80、PN25）。在汽机房0米闭式水泵出口母管接一路管道至电泵冷却水，如图2所示。

6.改造后效果对比

2011年8月我们对#1机的3台电泵自密封水冷却水进行了改造实施，通过改造，#1机三台给水泵自密封水温度明显降低，特别是5至9月，为确保设备防暑度夏起了重要作用。现对#1机B电泵与#2机B电泵自密封水温度做全年对比。2011年9月至2012年8月给水泵自密封水温度对比情况见表1。

7.经济分析

改用闭式水系统对给水泵自密封水进行冷却，冷却后的水返回至闭式水箱，而且距离较近，便于改造，造价低廉，充分利用闭式水的冗余做为冷却介质。如果单独设置一套给水泵冷却水系统，需投资100万元，而且还需占用并不宽裕的主厂房位置，造成检修空间狭隘，增加维护成本和后续的备品配件成本。另外如果不改造冷却方式，那么由于水质差，造成给水泵冷却水套堵塞，3台给水泵每年需返厂一台检修，费用40万元，这样第一年可直接节约140万元，以后每年可节约40万元。

结语

综上所述，上海电力修造总厂生产的HPT300-330M型50%容量电动给水泵运行中出现自密封水温度高，本文主要分析了该型号的给水泵在运行过程中出现自密封水温度高的原因分析，改造方案及改造后的效果对比，通过实际案例分析了降低给水泵自密封水温度的方案，延长了给水泵机械密封的使用寿命，并确认给水泵是发电厂最重要的辅助设备之一，它的安全性直接影响主机的安全运行，因为给水泵故障造成停主机的事件很多，对府谷电厂的正常作业造成了巨大的影响。通过改造，切实增强了给水泵运行当中的可靠性，既保证了安全，又节约了检修费用，并为电厂的正常作业提供了保障。本文建议仅供参考，希望为以后电厂的作业提供依据。

参考文献

[1]上海电力修造总厂HPT300-330M型说明书[Z].