罗布泊双鱼玉佩事件【罗布泊盐湖水泵密封失效原因分析】

来源:经管营销 发布时间:2019-05-11 05:58:11 点击:

  摘要:本文通过对罗布泊盐湖水泵密封失效原因的分析,提出了在此工矿条件下采用组合密封的方案。   关键词: 罗布泊盐湖 泵 密封失效原因 组合密封 方案   
  罗布泊盐湖水泵主要输送介质是过饱和卤水或含有较大颗粒、硬度高的盐浆,而且工作环境差、自然环境恶劣、昼夜温差大,无充足的淡水供给。下面就生产实践中的几种常见密封失效原因进行简要分析。
  
  一、机械密封
  
  机械密封主要工作原理是依靠动环高速旋转时产生的离心力,抑制介质泄漏。其失效形式主要表现在:
  ㈠由于两密封端面失去润滑、冷却而造成的失效
  机械密封工作在卤水或含有较大颗粒、硬度高的盐浆环境下,如果冷却系统利用卤水,循环管路会经常结盐或阻塞,导致旋转元件端面烧伤。
   ㈡由于腐蚀而引起的机械密封失效
  卤水和盐浆中含有SO42-、Cl-等离子。因此,密封面极易点蚀,甚至穿透;弹簧在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生老化、断裂。
   ㈢高低温效应而产生的机械密封失效
  罗布泊盐湖,极高气温达48℃,极低温度达-28℃,而且昼夜温差大。机械密封辅助密封件(如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶)在超过许用温度后,将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。如果使用柔性石墨,耐高温、耐腐蚀性较好,但其回弹性差,而且易脆裂,安装时容易损坏。
   ㈣ 由于密封端面的磨损而造成的密封失效
  密封面进入盐颗粒是导致密封失效的主要原因。盐颗粒直接进入摩擦副端面起研磨剂作用,密封发生剧烈磨损而失效。还有密封端面卤水的闪蒸结晶成细小盐颗粒造成密封面打开而进入摩擦副。
  ㈤ 机械振动造成机械密封失效
  由于罗布泊盐湖水泵输送介质的粒度、浓度不稳定,导致水泵经常汽蚀、喘振;大颗粒物料之间、大颗粒与泵壳之间的敲击。使动静环密封面之间产生夹角超过许用范围。
  
  二、螺旋密封
  
  螺旋密封属于非接触型流体动力密封。螺旋密封的几何形状及主要尺寸示意图见图1,
  
  其工作原理是,在密封部位的轴或孔(或同时在两者)的表面刻有螺旋槽。当泵轴高速旋转时,螺旋对充满在密封间隙的流体产生泵送压头,这一泵送压头与被密封的介质压力相平衡,从而阻止密封介质的泄漏。这种密封属于流体动压反输出型密封,工作时依靠轴上刻出的螺旋旋转产生的流体反动压阻止液体介质向外泄漏达到完全密封的功能。
  螺旋密封的主要优点:
  ① 密封件之间不会发生固体间摩擦,并且可以在密封间隙保持很大的情况下工作,使用寿命长;。
  ② 由于是非接触型密封,不要求动静密封件配合处表面的材质具有很高的耐磨性,它可以应用具有磨蚀性、含有固体颗粒流体等工矿;
  ③ 对于密封介质完全是液体的情况下可以实现零密封。
  缺点是:①在低速或停车状态下,因为停车或转速太低时,螺旋槽不能产生足够的水流和水压,也就起不到密封作用。
  ② 螺旋密封所占轴向尺寸较大,使得轴也需相应加长,这样会加大轴的挠度,对轴的设计提出了更高的要求。
  
  三、填函密封
  
  ㈠ 注入式软填料密封
  采用注入式软填料密封能很好的解决填函压填过紧产生巨大摩擦的问题。这种软填料密封不需冷却,对轴无磨擦,在填料内部产生剪切层间的运动,而填料本身的摩擦系数很小,可大幅减少摩擦阻力,且可在水泵运行过程中采用专用压力注入枪进行填料的添加补充,省却了每年更换轴套、拆解水泵的工作量。软填料密封对压力不高的清水输送泵有很好的密封效果。但是,在罗布泊盐湖工矿下,选用注入式软填料密封无法满足要求,主要原因有:①大颗粒、高硬度的盐浆颗粒进入软填料密封腔后,加剧了软填料磨损,使纤维变脆、变短失去密封功能。②大功率、高转速的水泵输送浆体压头过高,软填料密封效果较差。
  ㈡压入式填料密封
  压入式填料密封是将盘根等填料函采用机械的方式压入水泵密封腔阻止介质泄漏,需淡水作为轴封水。由于罗布泊盐湖不但无充足的淡水,而且该密封的密封效果较差,水泵轴套易磨损,如需更换工作量大。因此,压入式填料密封不适合罗布泊盐湖水泵密封。
  
  四、组合密封
  
  通过对上述各种密封在罗布泊盐湖的应用比较,综合螺旋密封和注入式软填料密封的优点设计出一种盐湖水泵专用密封―组合密封,见图2。
  
  从传动侧来看,转子按顺时针方向旋转。当泵工作时,从叶轮侧进来的盐浆进入孔和轴螺旋沟槽之间的缝隙,螺旋密封产生与液流方向相反的泵送压头抵消液流压力。当泵停机或小流量运行时,螺旋密封失效,管路和泵壳中残留盐浆经过螺旋密封间隙向传动侧渗漏。此时,通过软填料注入孔向密封腔自动补充软填料,阻止盐浆泄漏。这样就可解决停机时,由于螺旋密封失效而导致的泄漏。此方案已经在罗布泊盐湖KWPK350-680型无堵塞离心泵上得到了应用,经过连续30天试运行,实现了零泄露、故障少的目的。

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