雷勝

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

關(guān)鍵詞：熱水循環(huán)泵；熱膨脹；間隙；機(jī)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(yán)重影響了生產(chǎn)，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)在運(yùn)行中經(jīng)常產(chǎn)生摩擦而抱死，使電機(jī)不能正常啟動(dòng)。二是機(jī)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(jìn)行，避免設(shè)備事故的發(fā)生給經(jīng)濟(jì)帶來的極大損失，認(rèn)真細(xì)致的分析了熱水循環(huán)泵產(chǎn)生故障的原因，及時(shí)組織人員進(jìn)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(yùn)行中經(jīng)常產(chǎn)生摩擦而抱死，使電機(jī)不能正常啟動(dòng)

葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)之間存在一個(gè)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(yùn)行時(shí)正常的流量和壓力。由于這臺(tái)泵工作溫度達(dá)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(jì)的口環(huán)間隙值為0.5～0.66mm之間，經(jīng)常造成泵在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生抱死的現(xiàn)象。因此要重新計(jì)算設(shè)定口環(huán)間隙值。

2.1 間隙值的計(jì)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(dòng)量、安全余量、溫升導(dǎo)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(gè)因素決定。

計(jì)算公式：間隙值≈軸的靜撓度+轉(zhuǎn)子的晃動(dòng)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(dòng)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(shí)施后，有效的解決了泵在運(yùn)行過程中抱死的現(xiàn)象，使口環(huán)不發(fā)生偏磨，延長(zhǎng)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(jī)械密封失效而產(chǎn)生漏氣的原因分析

要分析機(jī)械密封失效的原因，首先要知道機(jī)械密封工作原理 ，即機(jī)械密封工作時(shí)，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(dòng)環(huán)和靜環(huán)互相貼合并相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于兩個(gè)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(dāng)有壓介質(zhì)通過此間隙時(shí)，形成極薄的液膜，產(chǎn)生阻力，阻止介質(zhì)泄漏，同時(shí)液膜又使得端面得以潤(rùn)滑，獲得長(zhǎng)期密封效果。

3.1機(jī)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(dāng)引起的機(jī)械密封失效等。這臺(tái)熱水循環(huán)泵機(jī)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(dāng)引起的。

3.1.1安裝不當(dāng)主要有以下幾個(gè)方面：

①?gòu)椈蓧嚎s量過大，致使摩擦副加劇磨損，失去調(diào)節(jié)動(dòng)環(huán)端面的能力；

②動(dòng)環(huán)，靜環(huán)密封圈壓得過緊。動(dòng)環(huán)密封圈過緊加劇了密封圈與軸套間的磨損，使動(dòng)環(huán)密封圈變形；靜環(huán)密封圈處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)緊一些密封效果會(huì)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(jī)械密封泄漏修理人員便忙于拆開檢修，實(shí)際上密封并沒有損壞，只需適當(dāng)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(dòng)大，超出規(guī)定的壓力范圍。

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

4.結(jié)束語

通過技術(shù)改進(jìn)，減少操作失誤，提高安裝質(zhì)量后，設(shè)備的運(yùn)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(jìn)后基本沒有影響設(shè)備的性能，流量、揚(yáng)程、壓力等都在規(guī)定的范圍內(nèi)，能滿足生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)：高等教育出板社

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