摘 要：隨著密封技術的發展，通過對機械密封和軟填料密封的分析比較，解決了水泵密封困擾安全運行問題，極大地減輕了運行和維修人員的勞動強度，達到了節能的目的。
關鍵詞：節能減排;水泵;機械密封
引言
供水廠水泵密封一直采用填料密封，運行和維修人員的維護量較大，經常發生由于維護不當導致供水不及時的現象，且填料密封能耗較大，不符合節能減排的理念。下面就供水廠凈環供水泵的機械密封的結構、 工作原理等進行介紹，對采用機械密封與填料密封的節能效果進行量化分析，對近年機械密封的運行狀態進行分析，對機械密封使用過程中遇到的故障進行歸類并提出解決方法。
1 機械密封的結構及其工作原理
機械密封也稱端面密封，是由兩塊密封元件(靜環和動環)垂直于軸的光滑而平直的表面相互貼合，并做相對轉動而構成的密封裝置。它是靠流體壓力及機械外力(彈簧的彈力)在旋轉的動環和靜環的接觸面(端面)上產生適當的壓緊力，使這兩個端面緊密貼合，并相對滑動。端面間維持一層極薄的液體膜而達到防止流體泄漏的目的，這層液體膜具有流體動壓力與靜壓力，起著潤滑與密封的雙重作用。絕大部分水泵(輸送懸浮物質量濃度小于 30 mg/L )在不同工況均可采用機械密封[1]。
2 機械密封與傳統填料密封在應用中的分析比較
隨著集團公司技術改造的不斷深入，在 3 號、 4號、 1 號高爐異地大修和 4 號、 5 號、 6 號、 7 號轉爐供水系統的凈環供水機組的水泵(共計 85 臺)全部采用了機械密封裝置，通過近 5 年的運行分析比較，機械密封有下列優點：1)密封可靠。在長期運轉中密封狀態很穩定，泄露量很小，其泄露約為軟填料密封的1%，清潔，無死角，可以防止雜菌污染，符合節能減排的要求。 2)使用壽命長。 在油、 水介質中正確選擇摩擦負荷比壓的機械密封可使用 2～5 年，性價比高。 3)摩擦功率消耗小。其摩擦功率僅為軟填料密封的 10%～50%，僅此一項供水廠年可獲節能效益 50 萬元。
3 水泵機械密封的常見故障原因分析、 解決辦法及注意事項
機械密封滲漏的比例占全部維修泵的 70%以上，機械密封運行的好壞直接影響到泵的正常運行，現將機械密封常見滲漏現象分析如下。
3.1 周期性泄漏現象
3.1.1 原因分析
1)泵轉子軸向傳動、 動環來不及補償位移。2)操作不穩、 密封腔內壓力經常變動。 3)轉子周期性振動。
3.1.2 解決辦法
周期性滲漏基本可通過提高維修質量和操作質量來解決。
3.2 經常性泄漏現象
3.2.1 原因分析
1)動靜環密封面變形：①端面比壓過大，摩擦熱量過多，造成密封面熱變形。②密封零件結構不合理，剛性不足，受壓力后變形。③在安裝中受力不均勻而變形。④端面比壓過小。
2)外部因素影響的密封不良：機械加工精度不夠：①密封圈的密封性不好。②V 型圈本身有缺陷。③組合式動環(或靜環)的銀縫不嚴。④靜環(或動環)的密封面與軸的垂直度誤差過大，密封副不能自由調整。⑤彈簧質量不好、 彈簧力偏心，彈簧力受到阻礙。⑥水泵部件的加工精度不夠。
3)振動偏大。
4)軸向力偏大。
5) 沒有輔助沖洗系統或輔助沖洗系統設置
不合理。
3.2.2 解決辦法
1)端面比壓是關系到機械密封性能及使用壽命的重要參數，比壓過大、 過小都會造成密封不良和密封損壞，安裝時一定要調整好端面比壓 (一般為0.03～0.6 MPa)。2)彈簧的長短及剛性基本一致，彈簧壓縮量不應過大或過小(一般要求±2 mm)。3)選擇生產機械密封質量好的廠家，對影響機械密封的水泵附件應引起足夠重視(例如：由于泵軸、 軸套、 軸承、 泵體、密封腔體等的加工精度不夠等原因引起的震動偏大、軸向力偏大，對機械密封是非常不利的)。
4)機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，所以一般要求水泵的軸向竄量要保證在 0.5 mm 以內。5)對要求有輔助沖洗系統的機械密封一定按照要求設置合理的輔助沖洗系統。
3.3 突然性泄漏現象
3.3.1 原因分析
1)泵進口靜壓過大，超過機封的最大承壓能力。
2)密封副內進入雜物。 3)彈簧失效。 4)水垢在軸套表面上堆積速度超過摩擦副的磨損速度，致使動環不能補償磨耗位移。
3.3.2 解決辦法
1)高壓條件下的機械密封應采取措施。為使端面受力合理，盡量減小變形，可采用硬質合金、陶瓷等耐壓強度高的材料，并加強冷卻的潤滑措施，選用可靠的傳動方式，如鍵、 銷等。2)采用雙端面機械密封，這樣有助于改善潤滑條件，提高密封性能。3)正確判斷泄漏原因及時清除雜物或更換彈簧。4)清除摩擦副表面結垢，改善水質。
4 結語
在泵用機械密封的實際檢修工作中，還存在著一些誤區，主要有以下幾種表現：1)彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實不然，彈簧壓縮量過大，可導致摩擦副急劇磨損，瞬間燒毀;過度的壓縮使彈簧失去調節能力，致使密封失效。2)動環密封圈越緊越好。其實動環密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套的磨損;二是增大了動環軸向移動的阻力;三是彈簧過度疲勞易損;四是使動環密封圈變形，影響密封效果。 3)靜環密封圈越緊越好。 靜環密封圈基本處于靜止狀態，相對較緊密封效果是會好些，但過緊也有害。一是引起靜環密封圈變形;二是使靜環過度受力破碎;三是安裝、 拆卸困難，容易損壞靜環。4)葉輪鎖母越緊越好。一般總認為軸間泄漏就是葉輪鎖母不緊，其實鎖母過度鎖緊會導致軸間墊過早失效，適度鎖緊鎖母， 在運轉中由于壓縮彈性鎖母會自動鎖緊。5)新的總比舊的好。相對來說，新密封效果是好于舊的，但若新密封的材質選擇不當時，會有很大的配合誤差，反倒效果更差。
【參考文獻】
[1] 戴明俊,嚴統迅.水泵機械密封常見滲漏現象及對策[J].通用機械,2010(2):23-28.
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