延長(zhǎng)高溫泵機(jī)械密封使用壽命的措施
延長(zhǎng)高溫泵機(jī)械密封使用壽命的措施姜世慶摘要煉油廠高溫泵密封使用壽命短原因分析采用將普通機(jī)械密封改為金屬波紋管機(jī)械密封的措施使高溫泵機(jī)械密封的平均使用壽命由個(gè)月延長(zhǎng)到個(gè)月以上。關(guān)鍵詞機(jī)械密封高溫泵焊接金屬波紋管中圖分類(lèi)號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼一、概況青島石化萬(wàn)怕常減壓萬(wàn)以重油催化萬(wàn)池加氫萬(wàn)“催化重整等裝置有高于?以上的高溫油泵臺(tái)。以前機(jī)械密封平均使用壽命為個(gè)月主要使用的是單彈簧、多彈簧式機(jī)械密封后逐步改為焊接金屬波紋管機(jī)械密封。目前高溫油泵機(jī)械密封平均使用壽命已達(dá)到個(gè)月以上。二、彈簧式機(jī)械密封易失效分析結(jié)構(gòu)圖是一種單端面、大彈簧、非平衡型機(jī)械密封結(jié)構(gòu)圖圖是實(shí)物照片。助密封囂褂償環(huán)輔助密封圈非補(bǔ)償環(huán)靜環(huán)圖泄漏原因分析主要失效形式。由圖可見(jiàn)密封有個(gè)泄漏點(diǎn)。泄漏點(diǎn)為機(jī)械密封摩擦副。通常是主要泄漏圖點(diǎn)。主要失效是磨損、斷裂、高溫脫落。泄漏點(diǎn)為補(bǔ)償環(huán)動(dòng)環(huán)輔助密封圈。主要失效是老化、腐蝕、失彈、卡死、磨損。泄漏點(diǎn)為非補(bǔ)償環(huán)靜環(huán)輔助密封圈。主要失效是老化、腐蝕、失彈、損傷、脫落。泄漏點(diǎn)為壓蓋密封圈墊片。主要失效是腐蝕、老化、失彈、損傷。分析。按傳統(tǒng)選擇摩擦副材料配對(duì)、輔助密封圈結(jié)構(gòu)及材料等的該種結(jié)構(gòu)密封不能有效防止泵抽空在介質(zhì)高溫、具有腐蝕性、抽空、操作波動(dòng)、安裝不規(guī)范、泵有關(guān)部件裝配后達(dá)不到相關(guān)技術(shù)要求等因素下會(huì)表現(xiàn)出如上所述主要失效形式。機(jī)械密封摩擦副材料選用通常動(dòng)靜環(huán)為硬質(zhì)合金對(duì)石墨浸樹(shù)脂。一般石墨環(huán)磨損過(guò)快泵抽空后導(dǎo)致快速磨損、破碎、端面裂紋等。動(dòng)環(huán)主要是磨損、開(kāi)裂及脫落等從而引起密封泄漏。動(dòng)環(huán)輔助密封圈和靜環(huán)輔助密封圈。一般選用橡膠或聚四氟乙烯密封圈雖然密封性能較好但在高溫及化學(xué)腐蝕等環(huán)境中極易出現(xiàn)高溫老化、塑性變形受腐蝕、高溫產(chǎn)生的結(jié)垢導(dǎo)致卡死等問(wèn)題從而引起密封泄漏。三、措施根據(jù)常減壓、重油催化、加氫、催化重整等裝置每臺(tái)泵的實(shí)際參數(shù)采取合理選用系列焊接金屬波紋管機(jī)械密封。以萬(wàn)如常減壓裝置泵泵位號(hào)為例闡述合理措施。合理選擇波紋管機(jī)械密封泵位號(hào)。泵型號(hào)。介質(zhì)為初底油溫度。轉(zhuǎn)速進(jìn)口壓力出口壓力。根據(jù)泵的實(shí)際工藝應(yīng)用情況選用—靜止型波紋管機(jī)械密封圖為其實(shí)物圖片。選擇結(jié)構(gòu)按的要求考慮油溫度高?。采用靜止型波紋管結(jié)構(gòu)形式集成設(shè)計(jì)。主要特點(diǎn)是無(wú)補(bǔ)償環(huán)滑移動(dòng)環(huán)輔助密封使之有優(yōu)良的追隨性和補(bǔ)償性避免微動(dòng)磨損圖設(shè)苗管理與維疊?圈 萬(wàn)方數(shù)據(jù)和電化腐蝕動(dòng)靜環(huán)輔助密封采用柔性石墨耐高溫材料替代普通橡膠耐高溫并分別用個(gè)不銹鋼螺栓軸向緊固使動(dòng)密封點(diǎn)變?yōu)殪o密封點(diǎn)設(shè)計(jì)為平衡型金屬波紋管密封使介質(zhì)壓力在波動(dòng)較大等情況下能有效保證摩擦副的密封性能靜環(huán)固定在密封壓蓋上能有效防止抽空靜止型金屬波紋管密封的彈性原件為補(bǔ)償性能很好的金屬波紋管可以有效克服軸和密封壓蓋傾斜問(wèn)題。選擇材料動(dòng)靜環(huán)輔助密封采用薄不銹鋼片復(fù)合柔性石墨壓蓋輔助密封采用柔性石墨加不銹鋼金屬纏繞墊片耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度好。選用合適的波紋管。該波紋管波片為雙波形這種形狀結(jié)構(gòu)剛性較大、不易變形、具有抗疲勞特點(diǎn)且耐壓性能好能承受較高壓力選用高性能不銹鋼材料成型及焊接性能都好是一種高強(qiáng)度不銹鋼是理想的波紋管材料。波紋管與尾座、環(huán)座焊接成一體應(yīng)用溫度?密封腔中。靜環(huán)座基體選用材料。是一種鐵鎳合金膨脹系數(shù)較為穩(wěn)定能有效避免因高溫膨脹導(dǎo)致所鑲環(huán)脫離的問(wèn)題。浸銻石墨作為靜環(huán)鑲在該基體上。由此組成波紋管靜環(huán)體使用溫度密封腔中。動(dòng)環(huán)采用鑲嵌使用溫度密封腔中。選擇參數(shù)計(jì)算略波紋管剛性設(shè)定。選擇合適的波紋管密封剛度。選擇該密封剛度近似值為。波紋管有效作用直徑。波紋管內(nèi)徑波紋管外徑波紋管有效作用直徑。平衡系數(shù)。
1、操作注意事項(xiàng)
A、泵只允許在規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)；
B、泵不允許在吐出閥門(mén)關(guān)閉或關(guān)到很小開(kāi)度下運(yùn)轉(zhuǎn)。否則導(dǎo)致泵發(fā)熱，降低壽命。如果泵是安裝在一個(gè)并聯(lián)系統(tǒng)中，每臺(tái)泵都要在特定的參數(shù)下運(yùn)行以**泵的流量；
C、泵不能關(guān)閉吸入口閥門(mén)運(yùn)行。否則使泵發(fā)生干轉(zhuǎn)，導(dǎo)致泵零件損壞；
D、泵輸送介質(zhì)不能含有空氣或者氣體，否則會(huì)使泵的流量和揚(yáng)程不可能準(zhǔn)確的測(cè)出，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生研磨損壞零件。
2、泵啟動(dòng)前檢查
A、啟動(dòng)泵前，應(yīng)先盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，檢查轉(zhuǎn)子是否靈活；
B、檢查全部螺栓、管路引線的聯(lián)接是否緊固和泵周?chē)陌踩闆r；
C、檢查全部?jī)x表、閥門(mén)及儀器是否正常
D、檢查油環(huán)位置、油位計(jì)的油位是否正常；
E、檢查電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是否與泵的轉(zhuǎn)向一致。
3、泵的啟動(dòng)
A、打開(kāi)泵的吸入閥和水封水管路的閥；
B、關(guān)閉泵的出口閘閥、壓力表旋塞；用輸送的液體或抽真空系統(tǒng)排除吸入管和泵體內(nèi)空氣；泵內(nèi)無(wú)液體時(shí)不允許啟動(dòng)，否則會(huì)損壞零件。
C、啟動(dòng)電機(jī)，待泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，打開(kāi)壓力表旋塞，慢慢開(kāi)啟泵出口閘閥，觀察壓力表和開(kāi)關(guān)的指示，按出口壓力表讀數(shù)控制泵給定的揚(yáng)程。
4、泵的運(yùn)行
A、本型泵靠?jī)?nèi)平衡機(jī)構(gòu)平衡軸向力，平衡裝置有平衡液體流出，平衡液體由平衡水管接至吸入段或在平衡室外設(shè)置一短管，平衡液體經(jīng)短管流向泵外，為保證泵正常運(yùn)行，平衡水管絕對(duì)不允許堵塞；
B、本型泵滾動(dòng)軸承均無(wú)冷卻裝置，軸承溫升變化反應(yīng)了泵的裝配質(zhì)量，軸承溫升不得高于環(huán)境溫度35攝氏度，較高溫度不應(yīng)高于75攝氏度；
C、本型泵轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中存在一定的軸向游動(dòng)，應(yīng)保證電機(jī)和水泵兩聯(lián)軸器端面間的間隙值；
D、泵在運(yùn)行期間每隔一定的時(shí)間應(yīng)檢查儀表、泵的轉(zhuǎn)速和葉輪、密封環(huán)、導(dǎo)葉套、平衡盤(pán)、軸套的磨損情況，磨損量過(guò)大時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。此外，監(jiān)測(cè)泵的流量、揚(yáng)程、溫度及潤(rùn)滑情況；泵在發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)停泵，且參考故障排除表進(jìn)行維修。
5、泵的停車(chē)
停車(chē)前應(yīng)先關(guān)壓力表旋塞，慢慢關(guān)閉出口閘閥，待出口閥門(mén)關(guān)閉完畢后再停電機(jī)，當(dāng)泵停穩(wěn)后在關(guān)閉泵的吸入閥。
6、泵的維修
為了保持泵高效穩(wěn)定的工作狀態(tài)，泵必須經(jīng)常維修，維修的項(xiàng)目和每次維修的間隔時(shí)間取決泵的工作條件和泵的運(yùn)行狀況。定期檢查泵的性能（如流揚(yáng)程、振動(dòng)等）而且要做記錄，按這些記錄數(shù)據(jù)去分析泵是否正常工作，是否需要維修或者確定要修的哪一部位。在一般條件下，如果堅(jiān)持精密的測(cè)試記錄定期的總結(jié)記錄，那么，每隔幾個(gè)月就可以得到泵是否需要維修的可靠資料。除在規(guī)定時(shí)間對(duì)泵監(jiān)測(cè)外，下面的維護(hù)是經(jīng)常的；
A、檢查泵底座、泵、電機(jī)是否緊固，如果松動(dòng)會(huì)引起泵的振動(dòng)；
B、檢查儀表、引線的狀況，檢查管路是否泄露或松動(dòng)，或其他形式的損壞。如果需要應(yīng)立即檢修；
C、填料壓蓋不能壓的過(guò)緊，否則會(huì)影響填料壽命；
D、軸承潤(rùn)滑油每工作1000小時(shí)更換一次。
熱水泵如何選型？
在實(shí)際使用中，常規(guī)的熱水泵種，除R型熱水循環(huán)泵外，還有IR型熱水泵(或者叫ISR型熱水泵)。這兩種都是臥式泵，還有一種IRG型管道熱水泵,是立式泵。
R型熱水泵是我廠專(zhuān)門(mén)為輸送熱水設(shè)計(jì)的特殊型泵種。它與IR IR型熱水泵(或者叫ISR型熱水泵) 和IRG型管道熱水泵的主要區(qū)別除了適用參數(shù)不同外，較特殊的是它的適用溫度范圍。
鑄鐵材質(zhì)的R型泵適用的介質(zhì)溫度為：≤150℃。 若使用II類(lèi)材質(zhì)，即鑄鋼材質(zhì)，適用的介質(zhì)溫度可達(dá)到200℃。
而IR型熱水泵(或者叫ISR型熱水泵)和IRG型管道熱水泵適用的介質(zhì)溫度低得多。 IR型熱水泵鑄鐵材質(zhì)時(shí)僅為80℃；IRG型管道熱水泵鑄鐵材質(zhì)時(shí)僅為90℃。
三種泵適用的參數(shù)和使用環(huán)境有所區(qū)別。
R型熱水泵的流量范圍為4.32-600m3/h;揚(yáng)程為17-82m，電機(jī)功率1.1-115KW.，管徑40-300mm.
適用于冶金、電站，化工等部門(mén)，用于輸送不含固體顆粒的高壓熱水之用。
IR型熱水泵(或者叫ISR型熱水泵)用來(lái)輸送溫度不超過(guò)180℃，進(jìn)口壓力不高于0.8MPa的介質(zhì)
IR型熱水泵(或者叫ISR型熱水泵)參數(shù)范圍：流量：5.4~400m3/s揚(yáng)程：4~80m
IRG型管道熱水泵是為管道增壓輸送，解決管道壓力過(guò)低而研制的新穎泵，比日前應(yīng)川臥式離心泵具有很大的優(yōu)越性。由于采用先進(jìn)機(jī)械密封，電機(jī)主軸直接安裝葉輪，故有效率高、耗電省、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、裝修方便等特點(diǎn)，并可根據(jù)揚(yáng)程與流量需要并串聯(lián)使用。
IRG型管道熱水泵的技術(shù)參數(shù) ：溫度：-20-120 ℃ ； 轉(zhuǎn)數(shù)：2900-1450 轉(zhuǎn)/min ；壓力：0.08-1.5 MPa ；流量：1.5～1080 m3/h ；功率：0.18～132 kw
具體請(qǐng)根據(jù)參數(shù)表選型，以下是三個(gè)系列泵的參數(shù)表：
R型熱水循環(huán)泵參數(shù)表；
IR型熱水泵參數(shù)表；
IRG型管道熱水泵參數(shù)表。
汽蝕就是當(dāng)離心泵的實(shí)際的入口吸程大于設(shè)定的吸程的時(shí)候，部分水因?yàn)槭艿降蛪鹤饔脮?huì)出現(xiàn)氣化現(xiàn)象。當(dāng)水到高壓的時(shí)候，混在液體中的部分氣體，迅速液化，產(chǎn)生空間，水會(huì)高速打到旋轉(zhuǎn)的葉輪上，葉輪就會(huì)出現(xiàn)破損，這就是汽蝕。如果可以降低離心泵的安裝高度，能有效避免汽蝕。
離心泵內(nèi)發(fā)生汽蝕的過(guò)程
1、離心泵內(nèi)汽蝕的過(guò)程
離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，流道里液體的速度和壓力都是變化的，當(dāng)流道中局部區(qū)域（通常是葉輪進(jìn)口邊稍后的某處）液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí)，液體便在該處發(fā)生汽化，形成許多汽泡。
汽泡隨液體向前流動(dòng)至壓力大于汽化壓力的區(qū)域時(shí)，汽泡內(nèi)外產(chǎn)生壓差，汽泡急劇地縮小以至凝結(jié)，凝結(jié)過(guò)程中，液體質(zhì)點(diǎn)高速填充空穴，液體質(zhì)點(diǎn)就像無(wú)數(shù)小彈頭一樣，連續(xù)打擊在金屬表面上，在壓力很高（局部壓力高達(dá)50MPa），頻率很高的連續(xù)打擊下，金屬表面逐漸因疲勞而破壞。
另外，在所產(chǎn)生的汽泡中還夾雜一些活潑的氣體（氧），借助汽泡凝結(jié)時(shí)所放出的熱量（局部溫度高達(dá)200~300℃）對(duì)金屬起化學(xué)腐蝕作用。在這種機(jī)械剝蝕和化學(xué)腐蝕的共同作用下，使離心泵過(guò)流部件受到破壞的過(guò)程就是汽蝕過(guò)程。
2、離心泵產(chǎn)生汽蝕的危害
（1）產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲
離心泵汽蝕時(shí)，汽泡在高壓區(qū)內(nèi)連續(xù)不斷發(fā)生突然潰滅，并伴隨著強(qiáng)烈的水擊，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生頻率為600~25000Hz的噪音，泵內(nèi)可聽(tīng)到劈劈、啪啪的爆炸聲，同時(shí)機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)，機(jī)組的振動(dòng)又將促使更多的空泡發(fā)生潰滅，兩者相互激勵(lì)，當(dāng)頻率接近于裝置的固有頻率時(shí)，機(jī)組將發(fā)生強(qiáng)烈的共振，稱(chēng)為汽蝕共振，這時(shí)，機(jī)組不應(yīng)工作。
（2）過(guò)流部件的汽蝕破壞
離心泵長(zhǎng)時(shí)間在汽蝕條件下工作時(shí)，在連續(xù)強(qiáng)烈的高頻（600~25000Hz）沖擊下（壓力達(dá)50MPa），金屬表面出現(xiàn)麻點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)金屬晶粒松動(dòng)并脫落，呈現(xiàn)出蜂窩狀、海綿狀、溝槽狀、魚(yú)鱗狀甚至穿孔、斷裂。
實(shí)踐證明，汽蝕破壞的部位，正是汽泡消失之處，所以常常在葉輪出口和壓水室進(jìn)口部位發(fā)現(xiàn)破壞痕跡。軸流泵和斜流泵，通常在葉片背面和外周出現(xiàn)破壞（葉片與葉輪室接觸的地方，即間隙汽蝕）。
（3）性能下降
離心泵剛發(fā)生汽蝕時(shí)，對(duì)泵性能影響不大，待汽蝕發(fā)展到一定程度，由于葉輪和液體的能量交換受到干擾和破壞，大量的汽泡堵塞流道，泵的流量、揚(yáng)程、效率 、軸功率曲線就會(huì)顯著下降。
低比轉(zhuǎn)數(shù)泵的特性急速下降；高比轉(zhuǎn)數(shù)泵的特性下降較為緩慢，只是到了某一個(gè)流量后，性能才急劇下降；軸流泵無(wú)顯著下降階段,多級(jí)泵汽蝕只限于第一級(jí)，因而性能下降較單級(jí)泵為小
減少離心泵汽蝕的措施：
1、提高離心泵本身的抗汽蝕性能
（1）增大葉輪進(jìn)口直徑
（2）增大葉輪葉片進(jìn)口寬度
（3）增大葉輪蓋板進(jìn)口部分曲率半徑
（4）葉片進(jìn)口邊適當(dāng)向吸入方向延伸
（5）增大葉片進(jìn)口角
（6）盡量使葉片進(jìn)口厚度薄
（7）增加葉片的光潔度
2、防止發(fā)生汽蝕的措施
（1）減少幾何吸上高度Hg(或增加幾何倒灌高度)。
（2）減少吸入損失hc(可增大管徑、減少管路長(zhǎng)度、彎頭等)。
（3）選泵時(shí)，注意泵較大流量的汽蝕余量，應(yīng)使裝置的汽蝕余量大于泵的汽蝕余量。
（4）在同樣的轉(zhuǎn)速和流量下，采用雙吸泵（減小進(jìn)口流速）。
（5）泵汽蝕時(shí)，把流量調(diào)小或降速運(yùn)行。
（6）離心泵吸水池對(duì)泵汽蝕有重要影響。
（7）對(duì)于在苛刻條件下運(yùn)行，為避免汽蝕破壞，離心泵可使用抗汽蝕材料。
汽蝕現(xiàn)象：
液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí)，液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱(chēng)為汽蝕。汽蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡，流動(dòng)到高壓處時(shí)，其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱(chēng)為汽蝕潰滅。泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，若其過(guò)流部分的局部區(qū)域（通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處）因?yàn)槟撤N原因，抽送液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的液體汽化壓力時(shí)，液體便在該處開(kāi)始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡，當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí)，氣泡周?chē)母邏阂后w致使氣泡急劇地縮小以至破裂。
在氣泡凝結(jié)破裂的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓，沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬(wàn)次，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將壁厚擊穿。在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是水泵中的汽蝕過(guò)程。
水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過(guò)流部件會(huì)產(chǎn)生破壞作用以外，還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并導(dǎo)致泵的性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使泵中液體中斷，不能正常工作。
汽蝕余量：
指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時(shí)的壓力頭之差，單位用米（水柱）標(biāo)注，用（NPSH）表示，具體分為如下幾類(lèi)：
1，裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量，越大越不易汽蝕；
2，泵汽蝕余量，又叫必需的汽蝕余量或泵進(jìn)口動(dòng)壓降，越小抗汽蝕性能越好；
3，臨界汽蝕余量，是指對(duì)應(yīng)泵性能下降一定值的汽蝕余量；
4，許用汽蝕余量，是確定泵使用條件用的汽蝕余量。
設(shè)計(jì)中，許用汽蝕余量=1。1～1。5臨界汽蝕余量
離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的K點(diǎn)上，液體壓力pK較低。此后由于葉輪對(duì)液體作功，液體壓力很快上升。當(dāng)葉輪葉片入口附近的壓力pK小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pv時(shí)，液體就汽化。
同時(shí)，使溶解在液體內(nèi)的氣體逸出。它們形成許多汽泡。當(dāng)汽泡隨液體流到葉道內(nèi)壓力較高處時(shí)，外面的液體壓力高于汽泡內(nèi)的汽化壓力，則汽泡又重新凝結(jié)潰滅形成空穴，瞬間內(nèi)周?chē)囊后w以極高的速度向空穴沖來(lái)，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然增加(有的可達(dá)數(shù)百個(gè)大氣壓)。
這樣，不僅阻礙液體正常流動(dòng)，尤為嚴(yán)重的是，如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無(wú)數(shù)個(gè)小彈頭一樣，連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達(dá)2000～3000Hz)，于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若汽泡內(nèi)夾雜某種活性氣體(如氧氣等)，它們借助汽泡凝結(jié)時(shí)放出的熱量(局部溫度可達(dá)200～300℃)，還會(huì)形成熱電偶，產(chǎn)生電解，形成電化學(xué)腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。
上述這種液體汽化、凝結(jié)、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負(fù)荷，造成金屬材料的機(jī)械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱(chēng)為氣蝕。
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所謂氣蝕，特指流體在高速流動(dòng)和壓力變化條件下，與流體接觸的金屬表面上發(fā)生洞穴狀腐蝕破壞的現(xiàn)象。
在泵類(lèi)機(jī)械中，若進(jìn)口壓力過(guò)低，溶解在流體中的氣體將會(huì)??出，當(dāng)進(jìn)口壓力降至被輸送液體在該溫度下對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓時(shí)，液體將發(fā)生氣化，兩者所生成的汽泡隨液體從入口向高壓區(qū)流動(dòng)，又因壓力迅速增大而急劇冷凝，氣泡瞬間潰滅。
周?chē)后w以很大的速度從周?chē)鷽_向氣泡中心，產(chǎn)生頻率很高、瞬時(shí)壓力很大的沖擊，使設(shè)備表面產(chǎn)生疲勞，發(fā)生腐蝕，這就是氣蝕現(xiàn)象。
對(duì)于輸送液體的泵設(shè)備，沒(méi)有氣蝕余量這樣的說(shuō)法。對(duì)往復(fù)式的壓縮機(jī)，有存氣余量或壓縮余量之說(shuō)，所指為活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部與壓縮室間存在的那部分容積，因?yàn)樵谏现裹c(diǎn)時(shí)，活塞與氣缸蓋之間在設(shè)計(jì)上留存有一定間隙，因此也將此間隙稱(chēng)為存氣余隙。
這部分容積對(duì)壓縮機(jī)發(fā)揮容積效率不利，但為了防止活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)時(shí)沖撞氣缸蓋，又是必須保留的，所以存氣余量不能沒(méi)有，但應(yīng)該盡可能少。
水泵配套電機(jī)，控制柜等電氣設(shè)備的具體要求
水泵電氣設(shè)備的制造和安裝除滿(mǎn)足相關(guān)的IEC標(biāo)準(zhǔn)外，供應(yīng)方提供的所有電氣設(shè)備(包括控制設(shè)備)應(yīng)滿(mǎn)足NHI與業(yè)主所簽訂的合同中詳細(xì)要求。
水泵電氣控制要求(1)所有的電氣元器件應(yīng)能在高溫、潮濕、多塵的環(huán)境中正常工作，絕緣良好。
(2)所有的驅(qū)動(dòng)裝置均應(yīng)裝設(shè)合適的制動(dòng)裝置，電動(dòng)機(jī)額定功率應(yīng)在電廠當(dāng)?shù)睾０蜗聺M(mǎn)足運(yùn)行要求。
(3)外露的轉(zhuǎn)動(dòng)部件均應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩，且應(yīng)便于拆卸。人員易于達(dá)到的運(yùn)動(dòng)部位應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄，但不得妨礙維修工作。露天工作的電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器均應(yīng)設(shè)置防護(hù)、防雨罩并應(yīng)便于拆卸。戶(hù)外安裝的電動(dòng)機(jī)應(yīng)有防結(jié)露措施。
(4)室外電控箱、柜的防護(hù)等級(jí)不低于IP55，室內(nèi)不低于IP54。水泵控制柜、柜需配置防凝露電加熱裝置。室外接線盒防護(hù)等級(jí)不低于IP54，室內(nèi)不低于IP52。
(5)水泵電機(jī)按合同均需配置空間加熱器，其電源電壓為AC415V或AC240V，當(dāng)加熱器容量為1000W及以下時(shí)，采用240V單相交流電源供電；加熱器容量大于1000W時(shí)，采用415V三相交流電源供電，其接線盒單獨(dú)設(shè)置，并與主接線盒位置在同側(cè)。
(6)所有水泵電動(dòng)機(jī)均應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《熱帶型旋轉(zhuǎn)電機(jī)環(huán)境技術(shù)要求》(GB12351-90)。
氣候防護(hù)類(lèi)型：
有氣候防護(hù)(室內(nèi))場(chǎng)所――濕熱型TH
無(wú)氣候防護(hù)(室外)場(chǎng)所――濕熱型THW
(7)所有電氣設(shè)備均應(yīng)滿(mǎn)足“三防要求”(防塵、防潮、防腐)在易受霉及有鹽霧地點(diǎn)并需防霉、防鹽霧。
(8)所有電機(jī)主接線盒從電機(jī)向傳動(dòng)設(shè)備看均位于電機(jī)左側(cè)。
(9)201kW~2000kW電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)不大于600%額定電流；200kW及以下電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)不大于600%±20%。
(10)在額定功率、電壓頻率時(shí)，功率因數(shù)的保證值在0.8以上；效率的保證值在90％以上。若不能滿(mǎn)足，需提交業(yè)主確認(rèn)。
(11)電動(dòng)機(jī)應(yīng)保證在80%額定電壓下平穩(wěn)啟動(dòng)。
(12)其余規(guī)定：
除電動(dòng)機(jī)外殼等級(jí)按上述規(guī)定外，還應(yīng)根據(jù)其安裝環(huán)境確定是否需要防爆、防腐。
大于40KW電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流不能超過(guò)IEC 6003412.的要求，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能低于IEC 6003412.的要求。電動(dòng)機(jī)的較大轉(zhuǎn)矩不能低于200%的全負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，在100%額定電壓的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能低于1.70倍從負(fù)荷曲線得到的轉(zhuǎn)矩，所有交流電動(dòng)機(jī)要求全封閉式防護(hù)等級(jí)不低于IP55，布置在戶(hù)外、空氣中或置于有噴水等環(huán)境中時(shí)要求電動(dòng)機(jī)的防護(hù)等級(jí)不低于IPW55，所有電動(dòng)機(jī)為全空冷卻方式，在考慮了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度、運(yùn)行要求、材料的熱穩(wěn)定、壽命等條件，所有電動(dòng)機(jī)部件要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和堅(jiān)固，塑料釬維和塑料部件要求耐火，電動(dòng)機(jī)的外罩和端子箱要求能抵抗電動(dòng)機(jī)內(nèi)部爆炸，設(shè)計(jì)的所有電動(dòng)機(jī)的端子箱可以抵抗較大的短路電流而不被損壞，電動(dòng)機(jī)端子箱的防護(hù)等級(jí)至少等于電動(dòng)機(jī)的防護(hù)等級(jí)，投標(biāo)方將采取措施防止電動(dòng)機(jī)軸電流對(duì)齒輪的損壞。投標(biāo)方應(yīng)設(shè)配套電控箱，投標(biāo)方應(yīng)設(shè)計(jì)并提供滿(mǎn)足全部控制聯(lián)鎖及監(jiān)視要求和接口要求的電氣接線圖。其中，電控箱輸出信號(hào)要求：開(kāi)關(guān)量為無(wú)源干接點(diǎn)(各點(diǎn)獨(dú)立，不設(shè)公共點(diǎn))，接點(diǎn)容量220VAC，5A，模擬量為4～20mA。
(13)一次元件要求：電控箱內(nèi)應(yīng)配有相應(yīng)的操作元件和保護(hù)元件，其中操作元件采用接觸器，保護(hù)元件采用塑殼開(kāi)關(guān)＋熱繼電器；
(14)控制要求：就地及遠(yuǎn)方PLC控制。要求就地控制箱內(nèi)裝設(shè)就地/遠(yuǎn)方轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，并預(yù)留遠(yuǎn)方控制接口。
(15)監(jiān)視要求：至少應(yīng)送出允許遠(yuǎn)方操作，運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警等信號(hào)；其余滿(mǎn)足工藝監(jiān)視要求的信號(hào)也應(yīng)分別送出。
(16)應(yīng)采用技術(shù)先進(jìn)、高效低耗、安全可靠的電氣設(shè)備。機(jī)上設(shè)置電氣室，其數(shù)量由投標(biāo)方確定。電氣室為全封閉結(jié)構(gòu)，置于尾車(chē)后支腿上，并具有防塵、防水、隔熱等功能，電氣室的大小和布置方便操作與檢修，其內(nèi)除安裝必要的電氣設(shè)備外，還配備電話、空調(diào)、加熱器、滅火器、坐椅等。電氣室內(nèi)壁裝設(shè)阻燃材料。兩側(cè)壁配有玻璃窗，室內(nèi)配有空調(diào)機(jī)，以保證室內(nèi)電氣元件工作的可靠性。
機(jī)械密封故障分析
1、
溫度升高造成的故障
對(duì)于機(jī)械密封來(lái)說(shuō)，溫度的升高會(huì)造成故障，由于溫度升高，造成機(jī)械密封端面潤(rùn)滑膜的汽化，使兩端面出現(xiàn)干摩擦，由于產(chǎn)生的摩擦熱量大，使得磨損加劇和造成熱應(yīng)力裂紋而使密封動(dòng)靜環(huán)斷裂甚至碎裂。由于溫度升高摩擦副浸漬物流出，使及摩擦副粘連，這時(shí)溫度可能超過(guò)材料的極限使用溫度導(dǎo)致不允許有的熱變形，在突然載荷下也可能產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋造成密封故障以至密封失效。另外，溫度的升高也可能使熱鑲環(huán)掉片或造成間隙值超過(guò)輔助密封圈的允許值。在這種情況下，內(nèi)壓會(huì)把密封圈從間隙擠出造成故障。溫度的升高也能造成沉淀積沉而妨礙密封工作。高壓鍋爐給水泵所用介質(zhì)是工業(yè)清水，采用的機(jī)械密封是831機(jī)械密封，密封腔內(nèi)溫度較高為180℃，所以在使用時(shí)溫度不可過(guò)高。如果使用介質(zhì)溫度超過(guò)該極限溫度，要采取適當(dāng)?shù)拇胧?duì)密封腔加以冷卻，以保證機(jī)械密封的正常使用，免出故障。
2、
動(dòng)環(huán)炸裂、靜環(huán)嚴(yán)重磨損造成的故障
高壓鍋爐給水泵用平衡型機(jī)械密封一般都裝設(shè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)，以保證密封腔的溫度，滿(mǎn)足機(jī)械密封可靠使用。冷卻循環(huán)系統(tǒng)上裝有冷卻器和過(guò)濾器，冷卻器的作用是給水泵腔內(nèi)熱介質(zhì)經(jīng)過(guò)冷卻器后降溫，再循環(huán)到密封腔內(nèi)。過(guò)濾器的使用是過(guò)濾循環(huán)的介質(zhì)中的雜質(zhì)，如果過(guò)濾器堵塞或系統(tǒng)管路泄漏或切換控制閥失靈，都會(huì)使密封腔內(nèi)瞬間斷水或時(shí)斷時(shí)通，這時(shí)密封端面得不到良好的冷卻、沖洗、形成溫差，造成密封環(huán)的炸裂，使靜環(huán)嚴(yán)重磨損，使密封泄漏造成故障。所以使用時(shí)要經(jīng)常檢查系統(tǒng)管路，過(guò)濾器要經(jīng)常清洗，以防堵塞換熱器要充分排氣或在系統(tǒng)中裝設(shè)報(bào)警器等，已達(dá)到及時(shí)排除故障延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命。
3、
輔助密封圈的損壞造成的故障
機(jī)械密封除了端面密封外，在和軸接觸的部位和壓蓋接觸的部位，使用輔助密封O型圈、V型密封圈及U型密封圈等來(lái)解決靜密封問(wèn)題。高壓鍋爐給水泵采用平衡型機(jī)械密封的靜密封，采用的是O型密封圈，其材料為橡膠制品，如果O型密封圈損壞，也造成故障產(chǎn)生少量泄漏，這時(shí)解決的方法是更換O型密封圈，以防泄漏的產(chǎn)生，根據(jù)我們多面工作經(jīng)驗(yàn)一般O型密封圈產(chǎn)生故障有以下幾個(gè)原因。
3.1、泵裝配機(jī)械密封時(shí)，由于尺寸問(wèn)題、倒角問(wèn)題或工作不慎將O型密封圈卡壞，在U型密封圈斷面直徑的方向或軸向都可能發(fā)生卡壞現(xiàn)象，造成密封泄漏。
3.2、O型密封圈本身有缺陷也是造成故障原因，如O型密封圈制造時(shí)尺寸不合適，相對(duì)過(guò)盈量大，斷面直徑有缺肉現(xiàn)象，壓模時(shí)由于模具直徑磨損造成開(kāi)模處有飛邊問(wèn)題都可能發(fā)生密封泄漏。
3.3、O型密封圈的材料不當(dāng)，如泵溫度較高而采用了不耐高溫的橡膠圈，使用中產(chǎn)生橡膠老化，造成靜密封故障。
上述現(xiàn)象采取的辦法是提高裝配質(zhì)量，加強(qiáng)裝配責(zé)任心，認(rèn)真裝配，避免將O型密封圈卡壞。另外，提高O型密封圈的本身質(zhì)量，對(duì)有缺陷的O型密封圈和材料使用不當(dāng)?shù)囊J(rèn)真把好質(zhì)量關(guān)防止問(wèn)題的發(fā)生。
4、
用戶(hù)由于使用不當(dāng)造成的故障
高壓鍋爐給水泵在使用中是有一定的使用技術(shù)要求的，如果不按制造廠的技術(shù)要求，使用則要產(chǎn)生故障。
4.1、如在泵安裝時(shí)，不能按安裝使用說(shuō)明書(shū)正確安裝，致使泵產(chǎn)生振動(dòng)，使泵內(nèi)機(jī)械密封端面貼合不夠好，或使端面打開(kāi)產(chǎn)生故障，使密封泄漏。
4.2、泵運(yùn)行時(shí)由于排氣不充分或其他原因使密封腔內(nèi)存有氣體，運(yùn)行時(shí)在密封腔內(nèi)壓的作用下，使摩擦副瞬間托開(kāi)造成密封漏水故障。
4.3、循環(huán)系統(tǒng)清洗不干凈或過(guò)濾不清潔、水質(zhì)差、有異物、淤泥等，使摩擦面磨損嚴(yán)重也可造成故障。如安徽淮南電廠，由于水質(zhì)太差、冷卻循環(huán)不好、換熱性能下降。
4.4、另外在泵運(yùn)行時(shí)由于突然的壓力波動(dòng)，產(chǎn)生脈沖壓力或頻繁的啟動(dòng)都可能使傳動(dòng)部位，防轉(zhuǎn)部位的薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生破壞，造成機(jī)械密封故障。所以用戶(hù)使用高壓鍋爐給水泵時(shí)首先要解決電廠工藝流程的正確性，在工藝流程運(yùn)行時(shí)盡量減少壓力波動(dòng)，減少頻繁啟動(dòng)的次數(shù)。另外，在機(jī)械密封的設(shè)計(jì)中要考慮磨損力矩從動(dòng)環(huán)傳遞到軸上和從靜環(huán)傳遞到泵定子上時(shí)以及啟動(dòng)力從軸上傳遞到動(dòng)環(huán)上的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算和選擇避免產(chǎn)生以上出現(xiàn)的問(wèn)題。
二、
有效排除故障的措施
故障排除的辦法有許多，下面列舉幾個(gè)常規(guī)方法，以供參考。
1、
在泵運(yùn)行時(shí)必須監(jiān)測(cè)機(jī)械密封沖洗水回水溫升，正常運(yùn)行在40℃～50℃為較佳，當(dāng)溫度超過(guò)85℃時(shí)報(bào)警，當(dāng)溫度超過(guò)90℃時(shí)跳閘。
2、
改善水質(zhì)。用戶(hù)使用泵時(shí)，水質(zhì)一定要按泵和機(jī)械密封使用要求執(zhí)行。必要時(shí)可增加粗濾網(wǎng)進(jìn)行粗濾，改善水質(zhì)避免故障發(fā)生。
3、
對(duì)于密封循環(huán)系統(tǒng)要定時(shí)拆洗、清理污垢和雜質(zhì)，特別是磁性過(guò)濾器必須定時(shí)切換清洗，以防污物堵塞過(guò)濾網(wǎng)，產(chǎn)生密封腔內(nèi)斷水，造成動(dòng)環(huán)裂碎，產(chǎn)生故障。
4、
在泵運(yùn)轉(zhuǎn)操作前一定要按使用說(shuō)明書(shū)操作，做好排氣，先給密封冷卻水后再啟動(dòng)給水泵。反之操作由于先啟動(dòng)后給密封冷卻水容易造成密封動(dòng)靜環(huán)炸裂。
5、
用戶(hù)在小修期，更換機(jī)械密封時(shí)要注意，清洗密封各個(gè)零件，檢查摩擦面，不可有劃傷，橡膠O型密封圈是否有缺陷，確實(shí)沒(méi)有問(wèn)題方可安裝。
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