机械密封在碱泵上的泄露分析及改进方案

通过对乙烯装置碱液循环泵机械密封频繁失效的原因进行分析，改进了密封结构和摩擦副材料，取得了良好的密封效果和经济效益。
    乙烯装置压缩系统浓碱液循环泵是碱洗塔的塔底循环泵，它将经裂解气碱洗过的碱液输送到塔顶，使碱液循环使用。该泵在实际运行中，频繁发生泄漏，机械密封在安装运行一周左右开始微漏，1～2个月内泄漏量增大，无法继续使用。严重影响了装置的环保达标和长期稳定运行。

   （1） 基本情况：该泵为单吸悬臂卧式离心泵，主要技术参数如下
　　介质成份:含胶状、颗粒杂质的20%NaOH液体
　　介质温度:45℃
　　介质粘度:1070CP
　　流量:30m3/h
　　扬程:18m
　　吸入压力:1.078MPa
　　排出压力:1.272MPa
　　轴功率:2.7KW续使用。
　　电机转数:2950r/m

    将失效后的机械密封解体，其损坏情况如下：
　　(1)动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞
　　(2)动环和静环有环状磨损痕迹
　　(3)密封腔内有焦状聚合物、颗粒等杂质和结晶物
　　(4)弹簧锈蚀严重，被杂质和结晶物卡涩，弹性不足。

 （2）失效分析

   一般机械密封失效主要有4种形式，即腐蚀、热损、磨损和安装、运转等因素引起的失效。该泵解体后密封面无划痕和磨损，因此可以排除密封面物理损伤方面的原因。考虑到密封腔内结晶物和锈皮较多，同时结合机械密封失效的诸多表现，初步判定所输送介质的易结晶性和腐蚀性是引起密封失效的主要原因。

（3）改进措施

  a.改变弹性元件结构：将弹性元件由弹簧改为波纹管，波纹管既是弹性元件又是动环的辅助密封圈，省去原动环与轴套间的O型圈，只须在动环座尾处加一密封垫封住该处的物料，这样既解决了O型圈密封与补偿的矛盾，又将原准静密封改为完全静密封，使密封的可靠性提高。改用波纹管还省去了弹簧机械密封的传动销以及动环与动环座之间的配合面，避免了由固体颗粒物的沉积而引起的动环动作失灵，进一步提高了机封的整体性能。波纹管既提供弹性补偿又提供扭矩，具有更好的追随性和补偿能力。

  b.静环补偿取代动环补偿：在机封组件中动环部分的质量远比静环部分大，故运转起来旋转动量也大。改为静环补偿后降低了旋转动量，提高了整个机封组件的稳定性和可靠性。

  c.增大动环与轴套间隙：增大该间隙可避免结晶物和锈皮的沉积，在保证端面比压的前提下增大动环内径或减小轴套内径均可。根据有关资料推荐，将间隙由原来的0.38mm增至0.5mm。

  d.适当增大冲冼线孔径：针对结晶物和锈皮较多的实际情况，增加冲洗量可以有效地解决固体颗粒物的沉积，故须将原冲洗线孔径由12.7mm增至19.05mm。但应注意，过大地增加孔径会降低泵的效率。

  e.增加入口滤网目数：增加滤网目数可有效防止固体颗粒物进入密封腔，为机械密封提供较为理想的工作环境。