摘要：本文闡述分析唐山市曹妃甸供水有限責(zé)任公司取水泵站一期工程四臺(tái)離心式水泵軸封裝置的擇優(yōu)選用，通過(guò)密封軟填料與盤根的結(jié)合使用，降低泵軸使用溫度，從而保持泵軸在安全可靠的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，提高泵軸運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

　　關(guān)鍵詞：結(jié)合使用；密封軟填料；盤根；優(yōu)化；離心式水泵；運(yùn)行工況

　　1、 概述：

　　唐山市曹妃甸供水有限責(zé)任公司承建的曹妃甸供水工程是負(fù)責(zé)向曹妃甸工業(yè)區(qū)提供生產(chǎn)和生活用水的供水單位，供水工程包括取水工程、輸水工程、凈水廠工程三部分，其中取水工程——取水泵站一期工程于2005年年初開(kāi)工建設(shè)，2006年底建成投入使用。取水泵站四臺(tái)離心式水泵為上海凱士比水泵有限公司生產(chǎn)，水泵型號(hào)為RDLVDJ500-790A，額定流量3420m3/h，額定揚(yáng)程60m。

　　離心式水泵主要零部件包括葉輪、泵軸、泵殼、泵座、軸封裝置、減漏環(huán)、軸承座、聯(lián)軸器等，其中軸封裝置的選材對(duì)整個(gè)水泵運(yùn)行工況起著重要作用。其原理為：泵軸穿出泵殼時(shí)，在軸與殼之間存在間隙，當(dāng)間隙處的液體壓力大于大氣壓力時(shí)，泵殼內(nèi)的高壓水就會(huì)通過(guò)此間隙漏入泵內(nèi)，從而減低泵的吸水性能。軸封裝置正是為解決此問(wèn)題而在泵軸與殼之間設(shè)置的密封裝置，可分為填料密封和機(jī)械密封兩種，目前我公司選用的水泵軸封裝置為密封軟填料。

　　2、 密封軟填料的優(yōu)點(diǎn)：

　　密封填料在離心泵中得到廣泛應(yīng)用。目前公司泵站水泵軸封裝置選用的密封填料為美國(guó)公司生產(chǎn)的軟填料(型號(hào)為OTH-020A)，相對(duì)于傳統(tǒng)意義上的盤根密封，軟填料密封有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　2.1密封效果好，基本上可以達(dá)到零泄漏。

　　2.2由于軟填料與軸無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)對(duì)軸和軸套造成磨損。

　　2.3 由于無(wú)介質(zhì)泄漏，并且軟填料層間的摩擦系數(shù)小，可提高泵的工作效率，達(dá)到節(jié)能效果。

　　2.4 不受規(guī)格尺寸影響，安裝簡(jiǎn)便，方便快捷。

　　3、密封軟填料在運(yùn)行中存在的問(wèn)題

　　密封軟填料雖具有上述優(yōu)點(diǎn)，但在水泵運(yùn)行中也發(fā)現(xiàn)，水泵填料盒處溫度較采用盤根填料溫度偏高，。分析原因：雖然軟填料摩擦系數(shù)比傳統(tǒng)的盤根小，但是使用軟填料后，水封管的水不能進(jìn)入填料盒內(nèi)部冷卻，軟填料摩擦產(chǎn)生的熱量全部傳導(dǎo)到填料盒及泵軸上面，然后靠自然散熱把熱量散發(fā)出去。原理示意圖如下：

軟填料密封原理示意圖

　　4、盤根填料在運(yùn)行中存在的問(wèn)題

　　我公司目前使用的盤根為油浸石棉盤根，它具有耐熱性、柔軟性好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但它也有致命的缺點(diǎn)：編結(jié)后表面粗糙、摩擦系數(shù)大、有滲漏現(xiàn)象，另外使用久了浸入的潤(rùn)滑劑容易流失。在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)這樣的狀況：新修好的設(shè)備，開(kāi)始運(yùn)行時(shí)軸封狀況良好，但用不了多久，泄漏量便不斷增加，調(diào)整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁，運(yùn)轉(zhuǎn)不到一個(gè)周期，軸套就已磨損成花瓶狀，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)軸套磨斷，并且減漏環(huán)后面更換不到的盤根均已腐爛，無(wú)法起到密封作用。

　　總的來(lái)說(shuō)，盤根填料具有如下缺點(diǎn)：

　　4.1盤根填料與軸直接接觸，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，造成軸與軸套的磨損，所以必須定期或不定期更換軸套。

　　4.2為了使盤根與軸或軸套間產(chǎn)生的摩擦熱及時(shí)散掉，盤根密封必須保持一定量的泄漏，而且不易控制。

　　4.3盤根與軸或軸套間的摩擦，造成電機(jī)有效功率降低，消耗電能，有時(shí)甚至達(dá)到5%-10%。

　　5、防止離心水泵泄漏極為關(guān)鍵的措施是：

　　5.1合理選擇密封填料；

　　5.2設(shè)計(jì)合理的密封腔體，調(diào)整適當(dāng)?shù)拿芊鈮壕o力。

　　6、改造方案

　　為解決密封軟填料在離心水泵運(yùn)行中的實(shí)際問(wèn)題，經(jīng)反復(fù)研究實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)填料方式進(jìn)行了改進(jìn)，采用密封軟填料與盤根相結(jié)合的方式，改造后的填料結(jié)構(gòu)如下圖：

改造后的填料結(jié)構(gòu)

　　7、改造后的安全經(jīng)濟(jì)效果：

　　改造后，通過(guò)調(diào)整水封管閥門調(diào)節(jié)壓蓋處滲水量，壓蓋適當(dāng)壓緊，這樣既利用了軟填料無(wú)泄漏、摩擦系數(shù)小的特點(diǎn)，又保證了散熱，通過(guò)改進(jìn)，冷卻效果很好，經(jīng)總結(jié)；

　　7.1改造后水泵上導(dǎo)軸承的溫度普遍降低了2—3℃，提高了運(yùn)行的可靠性；

　　7.2減少了泵的內(nèi)漏，消除了泵的外滴，填料壓蓋處可保持長(zhǎng)期不滴漏，節(jié)約了一定量的水。

　　7.3延長(zhǎng)了泵的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，減少了泵的故障，節(jié)約了人工和維修費(fèi)。

　　7.4密封效果延長(zhǎng)一倍以上。

　　7.5降低了密封的功耗，提高了泵的效率，節(jié)約運(yùn)行電費(fèi)的效果明顯。

　　7.6由于軟填料價(jià)格偏貴，原來(lái)每臺(tái)機(jī)組要用一盒填料(價(jià)格將近5000元)，使用周期為3至6個(gè)月，現(xiàn)在四臺(tái)機(jī)組總共用一盒軟填料，增加盤根的投資才200元左右(摘自2008年工作總結(jié)，可以參考)節(jié)省了大量的軟填料，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

　　改裝后的水泵試驗(yàn)效率為82.6%，改裝前試驗(yàn)效率為81.2%，泵的軸功率由650KW降低為641KW,每小時(shí)節(jié)點(diǎn)9kw*h，一年按照300天連續(xù)計(jì)算，可以節(jié)點(diǎn)9*24*300=64800kw*h，工業(yè)電價(jià)按照1.1元/kw*h計(jì)算的話，每臺(tái)泵可以節(jié)約64800*1.1=71280元。傳統(tǒng)填料密封軸套每半年換一次，填料一般三個(gè)月?lián)Q一次，采用本文的新型方法后一年換一次軸套，填料六個(gè)月?lián)Q一次，這樣可以節(jié)約5000元資金，每臺(tái)泵一年可以節(jié)約電費(fèi)與配件費(fèi)用71280+5000=76280元。

　　以我單位目前運(yùn)行方式為例，為了保證曹妃甸工業(yè)區(qū)首鋼在內(nèi)的所有工業(yè)用水情況，我廠一年中平均使用水泵在兩臺(tái)左右，一年可以為單位節(jié)電71280*2=142560元，一年可以節(jié)約運(yùn)行配件5000*2=10000元，總共節(jié)約152560元，(不包含人工費(fèi)用)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。將此新型填料密封機(jī)理運(yùn)用到其它單級(jí)單吸離心泵上同樣可行。

　　8、改造后的建議及小結(jié)

　　為了保證軟填料的特點(diǎn)在離心泵中能否保持，在選材時(shí)應(yīng)考慮具備如下條件：

　　8.1有一定的塑性，在壓緊力作用下能產(chǎn)生一定的徑向力并與軸緊密接觸。

　　8.2有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，不污染介質(zhì)，填料不被介質(zhì)泡脹，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面。

　　8.3填料自潤(rùn)滑性能良好，耐磨，摩擦系數(shù)小。

　　8.4軸存在少量偏移時(shí)，填料應(yīng)有足夠的浮動(dòng)彈性。

　　8.5制造簡(jiǎn)單、填裝方便

　　為此，需要經(jīng)常對(duì)填料的壓緊程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使填料中的潤(rùn)滑劑在運(yùn)行一段時(shí)間而有所流失之后，再擠出一些潤(rùn)滑劑，同時(shí)補(bǔ)償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。當(dāng)然這樣經(jīng)常擠壓填料，然后將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。

　　9、結(jié)束語(yǔ)

　　(1)、對(duì)我公司使用的離心式水泵軸封裝置的軟填料密封與盤根相結(jié)合的改進(jìn)方法極佳，離心式水泵軸封裝置應(yīng)首選之。

　　(2)、我公司按上述改進(jìn)方法對(duì)現(xiàn)有四臺(tái)離心式水泵軸封裝置進(jìn)行了改造，降低了泵軸溫度，提高了水泵運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性與經(jīng)濟(jì)性。

　　(3)、我公司取水泵站運(yùn)行班組通過(guò)運(yùn)行實(shí)踐自行摸索出的水泵軸封裝置改造方案，對(duì)水泵運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)型大有指導(dǎo)作用，此做法亦值得兄弟供水公司借鑒。

　　(4)、引起水泵泵軸溫度升高以致水泵運(yùn)行故障的原因很多，工作中要不斷摸索其他方法，提高水泵運(yùn)行工況。

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