動力廠供水車間供水系統現有離心水泵70 多臺, 大口徑200 mm ,小口徑200 m m , 揚程從 13m 到 200m 不等。供水系統擔負著全廠生產、生活用水的供給, 因此要求水泵能長時間穩定運轉。然而由于現在使用的盤根密封效果不好, 使用壽命短, 泄漏嚴重, 造成水量、水壓 的降低, 嚴重影響著系統的安全、穩定運行及公司的正常生產, 同時造成大量的人力、物力的浪費, 并給樣板工廠的創建帶來一定影響。
為解決水泵密封的技術難題, 我們進行了多次論證研究, 選用了高純度纖維石墨填料作為水泵的密封材料,后來在 2#泵進行試用, 運行一年多來效果很好, 保證了公司的正常供水, 并取得了一定的經濟效益。
1 原油麻盤根使用缺陷
1.1 影響設備使用壽命
現車間的水泵多數采用油 麻盤根作為密封材料, 由于盤根的材質問題及水泵的壓力較高, 尤其在夏季水溫、水濁度較高的情況下, 油麻盤根腐爛較塊, 有時每星期就要更換一次, 造成操作工經常換水泵, 更換盤根。如我車間三泵站, 每天運行水泵有14 臺左右 ,幾乎每天都有水泵需更換盤根, 這樣水泵開停頻繁, 容易造成水泵尤其是 出水閥門和 電氣設備的損壞 , 若水 泄漏人軸承內, 會造成潤滑油乳化, 使潤滑失效, 造成泵軸承發熱而燒壞。
1.2 功率損耗大
根據泵 的設計要求 , 葉片泵的盤根為有泄漏性密封。為此, 油麻盤根填料壓緊要適當, 若壓得過緊. 會導致盤根發熱而損壞, 且軸要 克服盤根的壓緊力而損失軸功率 1 0 ~1 5 % ; 壓的太松, 泄漏量加大, 易造成泵體內進氣而影響啟動抽不上水。
1.3 增加 了工作量
盤根在填料箱 內安裝在水環內外的兩側, 若更換水封環內側盤根 , 還需要打開泵蓋才行 , 這無 疑延長了檢修時間, 增加了檢修工人 的工作量。部分水泵因出水閥門關不嚴, 水從管道內不 斷流下來 , 使盤根無法處理 , 水量大量下泄造成環 境污染。
填料空隙大, 泄漏嚴重會使空氣進人泵內 , 使泵開啟困難。如二次泵站某次停電事故中, 水泵全部停下來。因空氣人泵難以啟動,被迫更換盤根, 這就延長了事故處理時間, 給公司生產造成了一定影響 。
2 新型密封材料的應用
2.1 新型密封材料的特點
l ) 功率損耗低 ;
2 ) 不 需冷卻水, 無冷卻水的泄漏;
3 ) 無軸套磨損, 減少了備件消耗;
4 ) 易于維護, 減少了工人的工作量;
5 ) 填料消耗量小, 運行費用低。
2.2 填料的選用方法
層狀剪式密封材料的選型, 是根據介質的特性,介質的溫度及密封處軸套表面的線速度來決定的。
新型填料適用范圍
溫度：-180~200℃ 線速度：≤8m/s
介質：水
以12SH-6A塑水泵為例：
工作溫度：常溫 工作介質：中性清水
密封處軸套表面線速度：
式 中D為軸套外徑 n為水泵的轉速:故選用CMS-2000型填料
2.3使用方法
在現有水泵填料腔內, 將原來盤根拆除 ,并清除油污.,在里面裝人一圈石棉盤根, 卸除原有的輔助密封系統 ( 自冷卻水管), 在填料腔的自冷卻水管接頭處, 裝上帶考克的快速接頭, 在填料腔的外端 ( 與填料接觸處)裝上一圈盤根 , 然后緊固填料壓蓋螺母將填料壓蓋壓緊。 在快速接頭處, 通過手動壓力槍注入新型填料, 填料會填滿填料腔內的空隙, 與軸接觸的填料會粘在軸套的外表面 , 其線性纖維與軸套一起旋轉, 形成轉動的 填料層。另一方面 , 粘在填料腔內壁的填料相 對靜止 , 這時轉動層與靜止層之間 有 一摩擦層, 幸擦層填料既有石 墨又有較短的纖維, 形成既有輕微摩擦 , 又近似 迷宮式 的密封 , 阻止介質向外泄漏 。
當停泵時, 泵軸靜止不動, 與介質接觸時, 盤根在液體壓力下壓縮新型填料 , 由于琪料自身的塑性及枯性將摩擦層的迷宮間隙堵住, 阻止介質向外泄漏。迷宮密封是一種非接觸性的密封。新型填料摩擦層 的密封近似于迷宮密封, 又因其間的石墨具有潤滑作用, 故其消耗功率僅為軸功率的 2 % ~ 3%。
2.4 新型密封的維護與檢修
使用新型填料基本無損耗,每半年添加16克左右即可滿足密封需要。
在水泵需更換軸承或其他零部件時 ,可以 用刀將上半部分填料割出· , 檢修結 束后再復原到原來位里,密封效果不會受到影響 。
3 改造前后經濟效益比較
以12S H一6A 型水泵每年運行時間8000小時計。
3 . 1 使用油麻盤根每年的維護費用
1) 袖麻盤根的使用壽命為1~ 2 個月, 全年更換至少為6 次 ;
2 ) 每個密封腔裝盤根 2.5kg , 每臺水泵裝盤根 2.5 x2=5 k g ;
3 )盤根的市場價為 34元 /kg ;
4 ) 每年的盤根消耗 為 34 x5x 6 = 1020元 ;
5 ) 每次更換盤 根吊裝泵蓋 需 工時 4 個 ,每個工 時按 5 6 元計 , 則每次更換盤根的人工費用為 “56x4=224 元 ;
6 ) 每次吊裝泵蓋所使用的螺栓、墊片、工具等消耗 以及運輸費用合計按 150 元計 , 年消耗費用 150x 6 = 900 元 ,
7 ) 軸套使用壽命為 6個 月 , 價 格為 180元/只 , 則軸套年消耗費用 為 180 x 2 x 2 =720 元 ;
8 ) 軸功率損耗:0.54 x260 kw x10 % x 8000 = 112320元
9 ) 全年總消耗費用:
1020+224+900+720+112320=116304 元
3.2 使用新型填料密封的年費用
1 ) 根據密封腔的容積, 需添加 680 克新型填料 , 單價: 5元/g 。運行 6個月需補充填料 20 克 , 則年消耗費用為 :
5X ( 680 + 20 x2) =3600 元
2)人工費用和使用盤根密封人工費用相同,年人工費用為56x4+56x2=336元
3 ) 每年物功率損耗
0.54 x 260KW x 2% x 8000=33696元
4)全年費用總消耗：
3600+336+33696=37632元
3.3 密封改造節省年費用
116304-37632=78672元
4 結論
通過對12SH-6A型水泵密封材料改造表面，此類新型密封填料對軸套、軸承磨損極小，水泵的密封良好，運行穩定。
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