【摘要】分析年产 150 万 t 延迟焦化装置切焦水提升泵运行中密封泄漏的原因，根据泵的实际使用工况进行改造，选用带冲洗水的机械密封型式，改造后运行良好，解决密封泄漏问题，节省了维修费，减低了能耗。

　　【关键词】 填料密封;机械密封;改造

　　一、问题

　　切焦水提升泵是年产 150 万 t 延迟焦化装置除焦水单元中的重要设备，作用是从焦池中提升除焦水到切焦水罐，该泵投入运行后密封泄漏严重，维修频繁，故障率较高。

　　二、原因分析

　　1.设备简介

　　切焦水提升泵选用 SWB270/35-55 型自吸式单级离心泵，流量 270 m3/h，扬程 35 m，允许吸上高度 6 m，转速 1480 r/ min，功率 55 kW，效率 85%，工作介质除焦水(含有大 量的杂志和焦粉颗粒)，介质温度 10～40 ℃，液体沿轴向吸入， 水平方向排出，蜗壳材料为铸铁，密封采用填料密封形式，间歇式操作方式，系统设计配置 2 台， 1 开 1 备，工艺位号 P2131/ 1，P2131/2。

　　2.密封泄漏分析

　　(1)切焦水提升泵改进前密封状况。泵改进前轴封为传统 的填料密封，主要由填料压盖、填料腔、填料盘根、轴套等组成，如图 1 所示。轴为 2Cr13材料，轴套为304 材料，密封是填料腔 内壁与轴套表面之间填塞填料盘根，利用其弹性变形，在填料 压盖压力的作用下，产生足够的径向压力和轴向压力，以堵塞间隙，给流体外泄造成极大的阻力，当径向压力大于等于介质的压力时，达到密封的目的。泵运行以来轴封泄漏量较大，使用周期一般都在 1 个月左右，而且轴套磨损严重，需频繁的停泵更换填料，造成切焦水泵故障率较高，影响除焦水单元的正常运行。

　　(2)密封泄漏原因。对密封失效泵解体后检查，分析影响填 料密封寿命与造成泄漏的主要原因有：①填料密封的压盖轴向挤压而使填料产生径向扩张力，造成填料与轴套之间存在较大 的摩擦，轴套磨损导致密封泄漏。②除焦水中含有大量的杂质和 焦粉颗粒，为了不污染周边环境，尽量减少泄漏，填料时预紧力比较大，填料和轴套就贴合得比较紧密，当泵运转时，填料以很快的速度被磨损掉，这时介质内的颗粒附着在填料和轴套表面，加速了轴套和填料的磨损。③自吸式离心泵抽真空系统抽力较小，填料泄漏将影响泵的抽吸能力，处于半抽空状态的泵振动加剧、轴晃动增加，会使轴、轴套和填料磨损加快，密封使用寿命缩 短。④测量叶轮口环与泵体口环的间隙分别为 1.4 mm 和 1.52 mm，标准间隙为 0.6～0.7 mm，最大值为 1.0 mm。口环间隙超标，起不到封水节流的作用，出口介质大量回流，造成泵的效 率下降和泵入口密封腔压力变大，导致除焦水从密封腔中漏出， 缩短了密封使用寿命。⑤填料盘根选择和安装的方法不合适，造成填料磨损加快，产生泄漏。

　　三、密封改造

　　切焦水提升泵填料密封泄漏的主要原因是填料密封方式落后，填料密封与轴套磨损所致，为了保证生产的稳定运行，把填料密封改为带冲洗水的机械密封。

　　1.机械密封的选型

　　根据切焦水提升泵的性能参数，选用内置式多弹簧单端面密封。由于工艺介质除焦水中含有大量的杂质和焦粉颗粒，密封工况恶劣，增加了密封冲洗水系统。密封采用目前比较先进的窄端面、小端面比压设计，其优点是多个小弹簧，端面比压均匀，端面摩擦力小，密封冲洗阻止颗粒进入密封面。弹簧机械密封结构及安装尺寸如图 2 所示。

　　密封端面比压是密封设计制造所要考虑的重要指标和性能参数，选择合理的端面比压是保证机械密封长期运行的重要因素。端面比压要大于密封端面间的液膜压力，使密封端面良好的贴合，避免机泵运行时密封开启，保证机泵机械密封在工作中的稳定性，但端面比压过大也会加剧动静环磨损，破坏动静环间的液膜，因此密封端面比压需在使用范围内，符合使用要求。

　　2.机械密封安装调整

　　(1)改造泵头填料密封腔部分，使其适合安装机械密封，且密封冲洗系统接口位置有利于现场安装配管，泵其他部位不改动。

　　(2)机械密封动环及动环密封圈可直接安装在轴套上，调整好密封弹簧的压缩量并固定好紧定螺钉。静环座安装时应保证受力均匀，没有歪斜现象，并注意压盖与泵座结合处的密封。

　　(3)机械密封安装到位后，需对密封冲洗系统进行配管，选用的冲洗水为新水，压力 0.3～0.4 MPa，配管完成后，进行冲洗干净后方可连接接头。运行前投注冲洗水，防止颗粒杂质进入密封面内。

　　(4)调整间隙。将磨损的泵体口环和叶轮口环更换，间隙调整至 0.6～0.7 mm 标准范围内。

　　3.密封改造后使用情况

　　泵密封改造后运行的 1 年期间，发生过一次泄漏，对泄漏的密封进行拆检发现，机械密封弹簧内有焦粉颗粒，造成密封弹簧补偿力变差，使密封失效，造成泄漏。拆检维修后，加大了机封冲洗水的注入量和压力，使密封冲洗水能及时冲走进入密封腔的焦粉颗粒杂质，再次使用后运行稳定，未出现过泄漏现象。

　　四、改造效果

　　密封改造后， 1 年可节省盘根费用 13700 元，维修费用(包括轴承、人工、润滑油、清洗剂、工具等)20084 元。每台泵节省费用合计 33784 元(填料费用+总的维修费用)，在完成相同工作量的情况下，平均每台泵每天运行时间比改造前缩短 2 h， 1 年可节电 54750 kW· h。

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