浅谈单级离心输油泵机械密封装置的改进 李静

浅谈单级离心输油泵机械密封装置的改进李静
摘要：单级离心泵机械密封装置在生产中出现密封装置失效，漏失量超标的现
象进行分析，查找漏失原因主要是机械密封装置的安装、设计缺陷。

根据DYK80-50-250型单级离心输油泵，对其机械密封进行改进，取得良好效果，延长了机械
密封的使用寿命。

关键词：机械密封；静环；动环
1. 引言
由于生产的需要，在联合站的集输工艺流程中常使用各种型号的离心泵，在
卸油台常使用泵将单井的拉油输送到加热炉进行加热，然后进入分离器处理。

卸
油台现有三台单级离心泵，在使用过程中常出现机械密封漏失，运行一段时间后
发现漏失量增大，更换密封元件后仍不理想，因此，需要频繁更换密封元件，不
仅影响了生产，而且增加了成本及维修费用，也降低了生产效率。

为了保证泵的正常工作，应当防止液体外漏、内漏或外界空气吸入泵内，因
此必须在叶轮和泵壳间、轴与壳体间都装有密封装置。

离心泵的密封部分包括叶
轮与泵壳之间的密封和泵轴与泵壳之间的密封两部分。

叶轮与泵壳之间的密封：转动着的叶轮和泵壳之间有间隙存在，如果这个间
隙过大，叶轮甩出来的液体的一部分就会从这个间隙返回叶轮的吸入口，这个漏
失量最大可达总液量的5%。

这个间隙过大会造成液体回流量增加，降低泵效；
过小会使泵壳与叶轮可能因为磨损过大而报废。

所以，必须合理控制这个间隙。

在叶轮与泵壳之间的密封中，采用密封环。

密封环安装在转动的叶轮和静止的泵
壳之间，它可以减少高压液体漏回叶轮吸入口，还起到承受磨损的作用，以延长
叶轮和泵壳的使用寿命，减少修理费用。

泵轴与泵壳之间的密封：泵轴和泵壳之间存在间隙，在低压时，可能使空气
进入泵内，影响泵的工作，甚至使泵不上液；在高压时，有液体漏出，所以要有
密封装置，在离心泵上常用机械密封。

机械密封是有动环和静环构成轴封装置，
也叫端面密封，它是靠两块密封元件动环和静环的光洁平直的端面相互贴合，并
作相对运动的密封装置；靠弹性元件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接
触端面上产生压紧力，使这两个端面紧密贴合，端面间维持一层有薄的液体膜，
从而达到密封的目的；这次液体膜具有流体的动压力与静压力，起着润滑和平衡
压力的作用。

但在实际生产中，却常发生机械密封漏失现象。

2. 机械密封漏失的原因分析
2.1机械密封方面的原因
（1）动静环密封面的泄漏，原因主要有：端面平面度，粗糙度能未达到要求，或表面有划伤；端面间有颗粒物质，造成两端面不同样运行；安装不到位，方式
不正确。

（2）补偿环密封圈泄漏，原因主要有：压盖变形，预紧力不均匀；安装不正确；密封圈质量不符合标准；密封圈选型不对。

实际使用效果表明，密封元件失效最多的部位是动，静环的端面，离心泵机
封动，静环端面出现龟裂是常见的失效现象，主要原因有：
①安装时密封面间隙过大，没调好压量导致机械密封渗漏。

以及，冲洗液来
不及带走摩擦副产生的热量；冲洗液从密封面间隙中漏走，造成端面过热而损坏。

②液体介质汽化膨胀，使两端面受汽化膨胀力而分开，当两密封面用力贴合时，破坏润滑膜从而造成端面表面过热。

③液体介质润滑性较差，加之操作压力过载，两密封面跟踪转动不同步。

当有一个密封面滞后不能跟踪旋转，瞬时高温造成密封面损坏。

④密封冲洗液孔板或过滤网堵塞，造成水量不足，使机封失效。

另外，密封面表面滑沟，端面贴合时出现缺口导致密封元件失效，主要原因有：
①液体介质不清洁，有微小质硬的颗粒，以很高的速度滑人密封面，将端面表面划伤而失效。

②机泵传动件同轴度差，泵开启后每转一周端面被晃动摩擦一次，动环运行轨迹不同心，造成端面汽化，过热磨损。

③液体介质水力特性的频繁发生引起泵组振动，造成密封面错位而失效。

液体介质对密封元件的腐蚀，应力集中，软硬材料配合，冲蚀，辅助密封0
形环，与液体介质不相容，变形等都会造成机械密封表面损坏失效.
2.2我们对更换的机械密封的动环、静环，密封圈进行观察，发现动静环的端面有明显的磨损痕迹，动环波纹管中间有沙子卡住，造成波纹断裂，分析主要是输送介质有杂质，其动环的波纹管要求精度高。

2.3停泵后出口阀门没有及时关闭，导致泵反转或电路原因导致电机反转、造成叶轮松脱，导致机械密封渗漏。

改造前的机械密封
3.改进措施
针对离心泵机械密封漏失，我们进行了以下改进：
（1）安装上要求达到其技术要求，调整好压量；
（2）操作上提高操作工的素质，防止泵抽空，按时更换润滑油；
（3）将原来的波纹管改成单根弹簧管，降低了其精度更适合生产需要；因一套波纹管需要几千元，而单弹簧仅需几百元，降低了成本。

改造后的单弹簧机械密封
（4）对密封装置进行强制冷却，降低泵体及密封装置的温度，提高密封性能;
（5）在泵前加过滤器，减少沙粒、杂质等进入泵内，因为我们清过滤器时发现，油里有许多沙子，含有沙子的液体会使动环波纹管卡住，造成机械密封磨损严重，导致渗漏。

4.改进后的应用效果
（6）由于密封装置的改进，使泵的漏失量减小，从未超过标准；
（7）采用冷却措施后，泵的工作温度得到了控制，达到了技术要求；
（8）泵的维修周期更长，改进后的泵机械密封的使用寿命由改进前的20多天，延长到10个月以上，取得了很好的经济效益，每台泵每年少用波纹管10多套，维修的费用减少3万多元。

（9）使用过程中其安全性得到了保证，确保生产的连续运行，同时也减少了工人的劳动强度，节约成本，提高了工作效率。

5.结论
（1）机械密封是密封系统的重点问题，这方面小的改进就能带来大的经济效益，该型号DYK80-50-250的泵均可改为单弹簧式进行推广使用。

（2）泵输送介质的不同，密封性能也不同，要根据输送介质选择合适的泵。

（3）设备在安装、维修、操作过程中，要了解其工作原理、性能、和各种参数达到其技术要求。

保证机械密封长时间运行。

（4）根据生产中遇到的问题进行分析，找出根本原因，才能解决生产中遇到的各种问题。

参考文献
[1]集输工. 中国石化员工培训教材.北京：中国石化出版社，2013.。