水泵填料密封改为机械密封的研究
关于机械密封的调研报告
关于机械密封的调研报告2013年5月29日胡振广一、机封简介(1)定义及简介机封，全名机械密封，在行业内一般人习惯称为机封。
它是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。
由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械，也用于齿轮箱、阀门、旋转接头、船舶尾轴等密封。
因此，机械密封是一种通用的轴封装置。
机封的结构多种多样，常用结构一般包含如下部件，如图：机封典型结构示意图1.锁紧装置(锁紧螺钉)2.锁紧环3.弹性元件(弹簧)4.传动机构(传动套)5.补偿环6.摩擦副 7辅助密封(O形圈) 8.非补偿环1.补偿环与非补偿环：补偿环是具有轴向补偿能力的密封环，它可以是旋转环(动环)，也可以是非旋转环(静环);非补偿环是不具有轴向补偿能力的密封环，同样可以是旋转环(动环)，也可以是非旋转环(静环)2.摩擦副：在补偿环和非补偿环的顶端镶嵌有一对密封端面，起机封的主要密封作用。
一般情况下补偿环用软质材料制造，端面较窄;非补偿环用硬质材料制造，端面较宽。
3.弹性元件与锁紧环：它们构成了加载、补偿和缓冲机构，以保证机械密封在安装后端面贴合;在磨损时及时补偿;在受振动、窜动起缓冲作用。
弹性元件可以是弹簧、波纹管、波簧等。
锁紧环用于弹性元件的轴向和径向定位，通常还兼备传递转矩或克服转矩的功能。
4.辅助密封圈;起辅助密封作用，分补偿环辅助密封和非补偿环辅助密封。
它可以是O形圈、V形圈、楔形圈、矩形圈等，用来密封轴和机封、机封和壳体之间的密封。
5.传动机构：起传递转矩的作用。
常用传动方式有传动套、拨叉、柱销、键或弹簧的并圈(2)机械密封与软填料密封比较有如下优点：1.密封可靠，2.使用寿命长3.摩擦功率消耗小4.轴或轴套基本上不受摩损；5.维修周期长端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修；6.抗振性好对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感；7.适用范围广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。
填料泵密封的改进
轴
Ｌ
压
封技术 的发 展 ，各泵厂 在积极 改进 ，采 用密 封性能 良好 的
机械密封来 代替传统的填料密封 。通过分 析 、对 比、试验 ， 提出 了填料 泵改造机械 密封 的技 术关键 ，从选 材 、技 术参 数等方面采 取措施 ，设 计 出性 能稳定 、寿命 长的机械 密封 产品 ，应用效果很好 。
填料泵密封 的改进
罗 胜
（ 南宁化工股份有限公司 ，广西 摘 要 ：介绍填料泵密封改造的技术关键 和采取措施 。 南宁 ５０３） ３０ １
关键词 ：填料泵 ；机械密封 ；填料密封
中图 分 类 号 ：Ｔ ３ Ｈ１６ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
机 械
国内早期输 送泵 密封结构 大多是填 料式 ，随着机 械密
虑 ，取得最佳值 。
３ 密 封 材 料 的选 择 ．
滑性好 ，摩擦 面窄 环可取３ ４ ｍ宽 。第 二是取合适 的弹簧 —ｒ ａ
比压 ，弹 簧比压的大小 应满足机 械密封抗 振 、抗 轴窜 、预
紧端面 的要求 ，由于水 介质润滑 性好 ，弹簧 比压 可取较大
值 （． ０３ ａ 。第三是取合适 的载荷 系数 ，介 质压力低 ０２ ． ＭＰ ） 于０ ＭＰ ，载荷 系数大于 １ ． ａ ６ ，取 非平 衡结构 ；介质压力大 于 ０６ ａ ．ＭＰ ，取平衡型结构 ，载荷 系数为０７ ０８ ． ．。 ～
于对产 品性质认识 不足以及工艺操作 的不合理 ，使 得转子
泵 机 械 密 封 频 繁 漏 料 ，导 致 上 游 生 产 工 序 无 法 连 续 进 行 ， 严 重 阻碍 了正 常生 产 。
平 均分 子量不同 ，所 以生产的石油磺 酸盐性质也不 同 ，需
离心泵机械密封改造成果
离心泵机械密封改造成果摘要上海市自来水闵行有限公司第二水厂一期出水泵在基建安装时轴封为填料密封,经过几年的运行,轴套的磨损现象日益严重,压盖处的泄漏现象也越来越明显。
超出限量的冷却水四处喷溅影响了机组现场环境;老化的填料盘根还增加了机组的泄漏,造成能耗上升,机组运行震动增大等隐患;填料盘根对清水的二次污染也严重和公司目前三标合一工作相违背,所以对机组的轴封进行改造刻不容缓。
2010年对其中的21号机组进行水泵轴封改造,将填料密封更换成机械密封。
计划通过改造,杜绝机组冷却水四处喷溅问题,减少设备现场操作以及检修的工作量,提高生产效率,一定程度节约能源,提高设备运行安全可靠性。
关键词改造;机械密封;节能;降耗1 泵结构简介目前,上海市自来水闵行有限公司第二水厂所用的RDL500-700A2出水泵是由凯士比生产的,此类泵是RDL型单级双吸离心清水泵,主要零部件有泵体、泵盖、叶轮、轴、双吸密封环、轴套、联轴器等组成。
主要性能参数为:流量2 300m3/h,额定扬程40m水柱,轴径130mm,额定功率400kW。
上海市自来水闵行有限公司第二水厂二期41号机组原配为机械密封轴封形式,同样为RDL系列卧式离心泵,其机械密封形式值得借鉴,从侧面也能证明21号机组机械密封改造能够获得成功。
2 泵的现场运行介绍该泵是为闵行区内的自来水管网提供送水作用。
工作介质为自来水,无固体杂质,水质的PH值为7左右,常温。
此种泵在机组里装有3台,1台备用,平日工作时扬程在28m~32m。
3 RDL500-700A2出水泵的改造过程3.1 轴封改造的背景随着机械密封技术不断创新,新材料、新工艺、新产品不断涌现,机械密封在高速、正压、非生水水泵应用较为普遍和成熟,机械密封的寿命由1年延长到2年,甚至更长。
填料密封已不能满足较高的密封要求,而机械密封技术的快速发展,加快了填料密封的淘汰速度。
再者目前的大环境也要求技术改造的同时充分考虑节能降耗效果。
凝结水泵机械密封改造分析
凝结水泵机械密封改造分析发布时间：2022-02-15T08:52:03.066Z 来源：《电力设备》2021年第12期作者：杜书谋[导读] 凝结水泵是火力发电厂热力循环的重要设备，其能否安全运行关系到机组安全稳定运行，凝结水泵轴封采用机械密封，传统机械密封密封水长期外漏，浪费除盐水和影响现场文明生产，找出解决方案并进行改造，对改造效果进行。
（商洛发电责任公司陕西省商洛市 726000）摘要：凝结水泵是火力发电厂热力循环的重要设备，其能否安全运行关系到机组安全稳定运行，凝结水泵轴封采用机械密封，传统机械密封密封水长期外漏，浪费除盐水和影响现场文明生产，找出解决方案并进行改造，对改造效果进行。
关键词：凝结水泵；机械密封；密封水外漏；改造，效果分析一、概述：水泵是工、农业生产中一种常用设备，几乎每个厂矿企业都能用到，水泵结构由泵轴、叶轮、泵壳、轴封等组成，轴封密封形式有盘根密封和机械密封，机械密封相对于盘根密封有以下有优点：1、密封可靠，在长期运转中密封状态稳定，泄露量很小或无泄漏；2、使用寿命长，在油、水介质中一般可达1～2年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上；3、功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10%左右；4、轴或轴套基本上不磨损；5、维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修；6、抗振性好，对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感；7、适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。
机械密封有以上优点，在近代水泵得到广泛应用，机械密封一般由动环、静环、动环密封圈、静环密封圈、弹簧、弹簧座、紧定螺钉、防转销等组成。
机械密封工作时，由密封流体的压力和弹性元件的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动，由于两个密封端面的紧密配合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，产生阻力，阻止介质泄漏，同时液膜又使得端面得以润滑，获得长期密封效果。
新型机械密封模组在水泵上的应用
新型机械密封模组在水泵上的应用摘要：文章分析了填料密封和传统机械密封的原理及优、缺点，介绍了一种新型的机械密封及其在水泵上的应用关键词：填料密封；机械密封；RTMF机械密封水泵是输送液体或使液体增压的机械。
它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
离心泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。
继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。
由此可见，若离心泵叶轮不断旋转，则可连续吸水、压水，水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。
在离心泵的工作过程中，因离心泵的泵轴、叶轮是运动的，而泵壳是静止的。
这样，在旋转的叶轮轴和静止的泵壳内壁会有环形间隙，外部气体便会由此间隙进入水泵内，导致泵的容积效率降低，严重的造成吸不上水。
常用的轴封装置有填料密封和机械密封二种。
填料密封又称为压紧填料密封，俗称盘根。
填料装入填料腔以后，经压盖螺丝对它作轴向压缩，当轴与填料有相对运动时，由于填料的塑性，使它产生径向力，并与轴紧密接触。
与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成油膜。
由于接触状态并不是特别均匀的，接触部位便出现“边界润滑”状态，称为“轴承效应”；而未接触的凹部形成小油槽，有较厚的油膜，接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用，此称“迷宫效应”。
这就是填料密封的机理。
1、填料密封的优点：1)有一定的弹塑性。
当水泵填料受轴向压紧时能产生较大的径向压紧力，以获得密封；当机器和轴有振动或偏心及填料有磨损后能有一定的补偿能力(追随性)。
2)有一定的强度。
使水泵填料不至于在未磨损前先损坏。
3)化学稳定性高。
即其与密封流体和润滑剂的适应性要好，不被流体介质腐蚀和溶胀，同时也不污染介质。
8sh-6J型回水泵改机械密封的分析与实施
关键词 ：填料密封 ；机械密封 ；漏泄 ；出力低 ；可靠性
中图分类号 ：Ｔ Ｈ３ １ ８ 文献标志码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ５ －７ ６ ７ ６（ ２ ０ １ ３ ）０ ４ 一ｏ ０ ２ ６ —０ ３
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｔ ｏ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｅ ａ ｌ
ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ， ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｏ ｈｅ ｔ ｌ ｏ ｗ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｏ ｒ ｎ ｏ ｔ ｗｏ ￣ｉ ｎｇ ， ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｔ ｔ ｏ ｈｅ ｔ ｎ ｏ ｍ ａ ｒ ｌ ｓ ａ ｆ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ａｂ ｔ ｌ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｕ ｎ ｉ ｔ ． Ａｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｈａ ｔ ｔ ｐ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｆ ８ ｓ ｈ － ６ Ｊ ｔ ｙ ｐ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｕ ｍｐ ｎ ｅ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍｅ ｃ ｈ ｎｉ ａ ｃ ａ ｌ ｓ ｅ ａ １ ． Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
节能技术
能 源研 究 与 管 理 ２ ０ １ ３ （ ４ ）
・ ９ ７・
８ ｓ ｈ 一 ６ Ｊ 型回水泵改机械密封的分析与实施
蒋 萍 ，郝成新
（ 辽 宁 东方发 电有 限公 司 ，辽 宁抚顺 １ １ ３ ０ ０ ７ ）
摘 要 ：辽宁东方发 电公 司黄金泵站 撑 ｌ 和撑 ２ ２台 ８ ｓ ｈ － ６ Ｊ型回水 泵 ，由于长期运行 和设备 老化 ，存在入 口底 阀经常
离心泵填料密封的缺陷分析及技术改进
离心泵填料密封的缺陷分析及技术改进摘要：本文分析了离心泵填料密封存在的不足之处，提出了采用组合密封和改为机械密封的方法来改进密封缺陷结构，改善密封效果，提高运行周期，增加经济效益。
关键词：离心泵填料密封机械密封一、密封的结构离心泵轴向密封的作用是防止输送介质从轴与泵壳之间漏出泵外和防止外界空气进入泵内。
它是离心泵的重要部件，它的好坏直接影响着离心泵能否正常工作。
目前通常采用的是填料密封。
填料密封又叫盘根箱，填料是浸油的石棉绳，又称之为盘根。
它以螺旋状填装在填料函和轴套之间。
它是通过填料与轴套之间紧密结合形成的一层很薄的环状润滑油膜来实现密封。
填料密封中涉及液封结构。
它是由液封管、液封环等零件组成。
液封管一端接泵体的高压区，另一端接填料函，它将泵体内高压介质引入填料环。
填料环夹装在填料中间。
填料环上有引液槽和液封孔，它将液封管引来的液体分布到轴套和填料之间，起冷却和密封作用。
二、缺陷分析1.填料压盖压力不易控制在填料函中，盘根数目一般为6-7根，中间有填料环。
在正常工作时，必须拧紧填料压盖两侧的螺栓，通过产生预紧力压紧填料，使泄漏减少。
由于螺栓的松紧程度只能凭手感判断，压力大小难以控制且沿圆周方向分布不均，这便造成填料的侧向压力沿轴向分布不均，过小达不到密封要求，过大造成填料严重磨损，影响密封的稳定性和可靠性。
2.液封结构不合理用于液封的介质来自泵的高压区，比其他各处泄漏进填料函的液压高，填料函上部的液封孔离填料压盖较近，一般间隔3圈填料，数量较少，防隔高压密封液外泻的难度大。
当部分填料腐蚀需添加填料时，新加的填料把旧的填料环和液封推向填料函内部，使液封环与泵盖上液封孔错位而失去布液作用。
密封液未经充分扩散而导致处于液封孔外侧的填料承受的压力较大，密封难度增大。
另外，由于填料环安装在填料的中间，且填料上的液封环要求与液封孔相对，增大了更换填料的难度和工作量。
.3.适应性受到限制传统的填料密封结构不允许转轴有较大的径向偏摆量，设计要求一般小于0.5mm，实际上，由于操作工况发生变化，泵在偏离设计工况下工作时，泵轴在密封处的偏摆量相当大，过大的偏摆量，必然造成填料与轴套之间较大的间隙，从而加大泄漏，难以保证密封长期处于稳定或可靠的工作状态，缩短了设备运行周期。
火力发电厂水泵密封装置的改造
匹配 ， 才能确保机封正常运转及使用寿命 。 （ 二） 安装机械密封部位 的轴 （ 轴套 ） 的径向跳动公差应 ≤Ｏ ． ０ ４ ａ ｒ ｍ， 转子的轴 向窜动量 ≤Ｏ ． １ ｍ ｍቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 （ ｊ） 安装机械密封静止环 的密封端盖 （ 或壳体 ） ，定位端面对轴的垂直度 ≤
Ｏ ． ０ ４ ｍ ｍ。 （ 四） 机械密封在安装时 ，必须将轴 （ 轴套 ） 、密封腔体 、密封
率。
和轴 的大小选择合适的机械密封尺寸。 ３ ． 选择材料。 主要是密封面的材料 ， 可以根据实际使用时的摩擦工作情况和材料使用范 围选择密封 面材料 。 机械密封的动环 、静环材料可 以选用铬钢、铬镍合金及碳石墨浸渍 巴氏 合金和碳石墨浸渍树脂等。４ ． 选择其他辅助设施 根据工作条件 ， 选用必 要 的冷却系统。机械密封对水质的要求较高 ，因为有杂质就会损坏动环
与静环的密封面 。
（ 二） 机械密封安装准备。为了节省工时和材料 ， 最好在水泵大修 时进行 。这样可使大修和改造同步。彻底清理好水泵原有 的填料室 ，不 允许有任何 杂质和污垢 。如有水封圈，可弃之不用。因机械密封冷却水 的特殊要求 ，要在密封压盖上加装冷却水管接头 。 （ 三） 机械密封安装 、调整。静环装在压盖上 ，中间用静环密封圈
式） ，否则密封面的压力过大 ，容易磨损。２ ． 选取主要尺寸 。根据填料室
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水泵填料密封改为机械密封的研究
发表时间：2019-06-19T10:48:43.427Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：李乃伟姜冬冬
[导读] 摘要：文章通过在韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房水泵检修过程中，对可能导致水泵轴端填料密封装置失效的各个方面原因进行全面分析，采取了有针对性的技术改进措施，解决了水泵轴端密封经常泄漏的问题，确保了韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房给水系统的设备正常运行。
广东韶钢工程技术有限公司
摘要：文章通过在韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房水泵检修过程中，对可能导致水泵轴端填料密封装置失效的各个方面原因进行全面分析，采取了有针对性的技术改进措施，解决了水泵轴端密封经常泄漏的问题，确保了韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房给水系统的设备正常运行。
关键词：多级水泵；填料密封；技术改进；机械密封
一、概述
韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房水泵设备是烧结生产给水系统主要设备之一，烧结工序生产用水通过水泵房多级水泵产生液体压力能量增加，获得一定压力与扬程，从而满足各种设备用水需求。
水泵设备能否正常运行直接影响到烧结工序各个主要设备能否正常运行，烧结设备能否正常运行会直接影响到炼铁高炉等后续设备运行的连续性，所以必须确保烧结系统设备给水系统正常运行。
二、问题的提出
韶钢炼铁厂烧结分厂水泵房多级水泵设备自投入运行使用，最难处理的就是水泵轴端填料密封失效泄漏的问题。
在平时日常水泵设备检修过程中，一般处理水泵轴端填料密封失效泄漏方法是采用浸油石棉盘根进行密封。
初始安装浸油石棉盘根运行时石棉盘根密封效果状况良好，但是运行一段时间后，石棉盘根密封处的泄漏量就会开始不断的增加，为了保证设备的正常运行，只能不断地调整压盖预紧力，必要时只能进行更换软填料密封件才能达到密封效果。
长此以往的使用石棉盘根密封后，安装盘根处的轴套就用容易磨损成花瓶状，当发生此类现象后，即使通过更换软填料密封件也是无法起到密封作用。
如图1所示
图1 水泵填料密封装置示意图
1━叶轮转子轴 2━轴承端盖 3━轴承 4━轴承座
5━泵侧端盖 6━压盖 7━填料8━机壳
三、填料密封装置泄漏原因分析及处理
3.1水泵与电机的联轴器径向跳动大时，就会产生振动，从而引起填料密封泄漏，解决的方法是重新调整联轴器同轴度，使之同轴度达到≤0.02mm的技术要求。
3.2 轴端压盖及压料套零件损坏也会造成轴端密封泄漏，发生泄漏后泄漏量快速增大，即使进行压盖预紧力调整，也无法消除泄漏，直至最后无法工作。
消除的唯一方法是对损坏的填料密封处相应的零部件进行更换，才能解决问题。
3.3 填料密封的填料澎胀系数大，初始时密封效果良好，但当运行一段时间后，填料密封的填料弹性及润滑就会发生变化，进而就会失去其作用，发生泄漏。
而处理此泄露的唯一方法就是定期更换填料。
3.4 当进行更换填料也无法消除泄露时，就要进行检查轴与阀杆的同轴度，或填料箱与轴套的径向间隙，当发生轴套、阀杆等零件磨损严重时，就会造成间隙过大，进而就会造成泄漏。
解决的唯一方法就是更换磨损的轴套，重新调整轴与阀杆的同轴度，使之同轴度达到≤0.02mm的技术要求。
造成填料密封泄漏原因因素有很多，比如转子不平衡、轴弯曲等等，都会造成填料密封泄漏。
填料密封水泵轴端密封现场实际应用中，最大的缺点就是发生泄漏频率比较高，密封填料更换周期比较频繁，检修工作量比较大。
四、改进措施
针对水泵轴端填料密封装置泄漏频率高、更换填料量频繁、检修工作量大的缺点，经现场实际确认并组织技术骨干进行研讨，确定水泵轴端密封技术改进方案，决定对水泵轴端填料密封装置进行改造，将水泵轴端填料密封装置改造为机械密封装置，以此来解决轴端填料密封装置泄漏频率高、更换填料量频繁、检修工作量大的缺点。
4.1机械密封装置与填料密封装置区别
填料密封装置机上安装面和固定面与轴中心线是平行的，接触面积大，而机械密封装置机上安装面和固定面是在轴中心线垂直的平面上相互接触，不为振动而离开，将旋转面用弹簧顶住，摩擦面光滑而面积小，机械损失也将减小。
4.2机械密封装置工作原理
机械密封是一种不需要使用填料的密封装置，机械密封装置是依靠安装在固定泵轴上的一个浮动的动环与固定在泵壳上的静环之间的紧密接触从而达到密封的目的。
机械密封装置是由转动静两部份组成，转动部份包括动环，动环座和保护轴套等组成，它们之间通过销子连成一体，通过保护轴套上的键传动随轴一起转动，静止部份由静环、静环座推环、弹簧、固定销和端盖组成，静环通过弹簧、推环、静环座将其压紧在动环上。
4.3改造实施
4.3.1根据水泵填料密封装置现有的机械装配形式，以及泵抽送的液体介质特性，采取在原有的填料密封装置箱体的内测，安装内装式机械密封装置，以此达到轴端密封效果，从而减少更换填料密封材料成本及维修成本。
如图2所示。