卸硫酸泵机械密封改造毕业设计

湖南广播电视大学专科毕业设计（论文）过程管理资料前言原料车间卸酸泵，由于xxx生产所需的外购硫酸都是P203A/C泵担负卸车任务，由于物料的强腐蚀性、及工艺的特殊性，原机械密封的设计与工况不适应，造成机械密封经常泄漏，检修频繁，如果一旦发现不及时，就易造成操作人员的人身伤害事故，原料接卸不及时会影响到整个装置生产的长满优运行，因此迫切需要对卸酸泵进行改造消除人身伤害事故隐患及确保装置生产的长满优运行。原料车间的P203A/C均为自吸式离心泵，其机械密封均为单弹簧式机械密封。部件如图1、如图2、如图3。图1、静环压盖图2、静环图3、动环组及轴套

第二章改造前机械密封运行及失效情况2.1改造前机械密封运行情况P203A/C两台泵是原料车间卸车站台的两台自吸式离心泵,型号：DHBZ80-50-200，制造商：xxx机泵配套有限公司。担负着xxx的发烟酸硫酸原料的卸车任务，年卸车量达十二万吨，每天的卸车十多台次。自2013年6月安装后，在一年内运行还比较平稳，大概两、三月更换一次机械封。随着运行的时间延长，在物料的强腐蚀的作用下，静环座与静环密封圈的密封面变得粗糙，并破坏了原有的配合，是使配合变得松动；由于在卸车过程中当槽车的液位降低，在泵的吸入口及泵腔产生一定的真空度，在内外压差的作用下，由于静环与静环座间的静应力与动环弹簧的合力，不能克服内外压差作用产生的轴向力，当静环从静环座中脱出后，导致机械密封泄漏或损坏，运行周期急剧下降，检修频率越来越高，达到了每检修完后，卸一台次车，机械密封就产生泄露；特别是在机泵在运行时机械密封的突然破裂，带压且具有强腐蚀性的烟酸的大量喷出，烟酸的大量喷出的同时伴有大量的三氧化硫气体挥发出来，具有强腐蚀性的硫酸和三氧化硫气体对操作工人的生命安全造成极大威胁；在检修时由于泵腔及系统的排空造成在原料的浪费和环保压力。由于故障频繁，xxx生产装置的重要生产原料无法及时装卸，对整个生产装置的长满优运行是重大生产隐患；同时因频繁检修，维修任务繁重，配件消耗大，维修成本高，因此急需对这两台泵进行改造，消除这一制约生产的瓶颈问题。2.2失效情况机泵解体检修时检查机械密封失效情况主要表现为以下几个方面。静环在静环座中松动，静环密封圈无法密封静环座与静环间的物料泄露通道，造成泄露。静环座的密封面腐蚀严重，静环密封圈达不到密封效果。静环从静环座中脱出，动、静环碎裂造成主轴、轴套、静环座严重破坏，物料大量泄露。轴套上与动环密封圈的密封面由于物料的腐蚀，造成机械密封的泄露。

机械密封组成及密封原理3.1机械密封组成[1]“机械密封又称端面密封

，如图1所示，主要由下列三部分组成。主要密封元件：由动环、静环组成。辅助密封原件：由动环密封圈和静环密封圈及其它密封垫片组成，根据不同的要求，辅助密封原件常采用O形环，V形环，楔形环或其它形状的密封环，辅助密封原件除具有密封能力外，还应有一定的弹力，以便能吸收对密封面有不良影响的振动。压紧原件和其它辅助原件，如弹簧，推环，传动座，防转销等元件组成”。

图一图13.2密封原理[2]“机械密封的密封原理是由动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中介质和弹性元件的压力使其端面压紧在静环端面上，并作相对运动，在两环密封面间产生适当的比压和保持一层极薄的液膜而达到密封的目的。弹性元件产生压力，可使泵在不运转的情况下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起到密封动环与轴之间密封元件起到密封动环与轴之间、静环与压盖之间间隙的作用，同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。利用这两个在外力作用下相互紧密接触并作相对运动的平面而达到密封的目的”。第四章机械密封失效形式及处理方法4．1机械密封装置泄漏通路（1）.动环与静环之间的通路。（2）．动环与轴套之间的通路。（3）．轴套与主轴之间的通路。（4）.封静环与压盖之间的通路。（5）．压盖与填料盒之间的通路。4.2动环与机械密封静环之间失效的几种形式及相应的处理方法机械密封在实际运行中每个部件都不是个孤立的,它是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行是有条件的，从上面所列的五个泄漏通路来具体分析一些可能造P203卸酸泵机械密封几种失效形式及相应的处理方法。(1).

动环与静环的密封面腐蚀严重。机械密封的材料与所密封的介质不匹配造成的，更换机械密封的材质。(2).

密封面的破损，开裂或磨损严重。a弹簧被压得过死没有活动的余量，更换机械密封并重新调整弹簧压缩量。b密封介质中有机械杂质，检查泵入口的过滤器是否损坏。c主轴轴承磨损严重或损坏，轴向与径向跳动量太大，而导致动环或静环破裂，更换轴承与机械密封。(3).

动环与静环的密封端面之间比压不够。a装配时弹簧的压缩量不够，弹簧磨损断裂，弹簧弹性减弱弹力不足。b密封圈与轴套之间的摩擦阻力过大，介质中的杂质沉积在轴套上，介质易结晶等；使动环密封圈在轴套上滑动的灵敏性不够甚至抱死，增加弹簧的压缩量或更换弹簧。c检查并测量密封圈与轴套之间的间隙和密封圈横切面的尺寸是否合适，密封圈是否老化或变形，更换密封圈。d轴套与密封圈接触的表面的光洁度是否符合要求，进行打磨或更换，对机械密封部件上和密封腔里的结晶物进行清理。(4).

动环密封面与静环密封面之间的平行度及同轴度是否在允许的范围之内，检查轴直线度，静环压盖与轴垂直度，检查静环压盖是否紧匀，轴承箱与泵盖的联接是否紧匀。4.3各部件之间用密封圈密封泄漏的几种形式(1)轴套与轴之间的泄漏存在密封垫不完好或漏装；轴套、叶轮及锁母是否有缺陷；轴套与轴之间的配合尺寸是否在合理的范围内。(2)动环与轴套之间的密封圈泄漏检查密封圈是否完好，轴套与密封圈的接触面是否磨损和腐蚀，并根据损坏的情况综合分析是材料性质的原因造成的，还是由于介质的物理和化学性质变化所导致的，应根据实际情况考虑是否更换轴套，或重新选用不同材质的密封圈，或重新选用不同类型的密封圈，也可以选用不同结构类型机械密封。(3)静环与静环座之间密封的泄漏。泵抽空时静环的轴向位移过大密封圈从防转销中脱出。防转销脱落。密封圈由腐蚀、变形、老化等的损坏。由于密封圈尺寸的关系导致静环在静环座中松动或在装配时太紧将密封圈刮坏；静环座与密封圈的密封面腐蚀，导致静环与静环座间的密封失效等。第五章P203卸酸泵机械密封的改造5.1卸酸泵P203A/C泵损坏情况我们在检修时P203A/C泵时，将机械密封拆下后对机械密封各个元件逐一检查，大多数是碳化硅的静环破裂，静环座与密封圈的密封面腐蚀；静环防转销腐蚀掉落，当机泵运行时静环与密封腔转动，导致静环密封圈图4、改造后的静环磨损严重，静环与静环座脱离，在高速旋转的轴的挤压下破裂，图5、改造后的静环座高硬度的碳化硅碎屑将动环和轴套损坏。5.2损坏情况原因分析5.2.1机械密封的结构上分析因为在卸车时在物料将要卸完时导致泵的来料不足就会使泵产生一段时间的抽空现象，根据原来的静环座的结构分析，因为泵腔内存在一定的负压，在内外压差作用下，静环就会从静环座中松动，严重时会从防转销中脱落，导致机械密封的泄露与损坏。5.2.2从物料的性质性质上分析当机械密封松动不严重时，由于静环密封圈与静环座紧密配合松动形成微小间隙，由于残留在静环座与静环密封圈间隙间的浓硫酸吸收空气中的水分，形成稀硫酸，这样就加速了静环密封面的腐蚀，导致密封的失效，静环座报废。5.3机械密封改造针对以上的原因分析，故在机械密封改造时要克服以下两点原因：1、要避免在泵有抽空时静环产生的松动，或脱落现象。2、要避免稀硫酸腐蚀静环座与静环密封圈的密封面。故采取密封更加可靠的从外部加压盖，密封圈由O型密封改为端面密封的平面聚四氟密封垫的结构。根据泵的结构测绘，从新设计静环、静环座、轴套，结构如图4、图5、图6。改造后的静环与静环座装配示意图如图8。图8

结论改造后通过实际运行消除了，1、泵在抽空时静环产生的松动，或脱落现象；避免稀硫酸对静环座与静环密封圈的密封面的腐蚀这两种现象。卸酸泵的运行周期由原来的几个小时提高到现在的7-8个月。1、减轻了维修工的劳动强度；2、减少了维修过程中的物料排放从而减轻了对环境的污染及污水处理的压力，节约了能源；3、减少了配件的更换，节省了维修成本；4、消除了浓硫酸泄漏对操作人员伤害的事故隐患。这次成功改造取得了良好的经济和社会效益，节约维修成本以年计约十几万元，减少浓硫酸的排放约五-六吨，及大量的三氧化硫的排放，并对同类结构的卸酸泵有一定的借鉴作用。参考文献[1].关则亮等.石油技工学校试用教材《机泵与安装修理》第一章离心泵（机械密封43页）[2].韩立江，黄志远.

《检修钳工》.化学工业出版社,2004第六章常用化工离心泵（236页）[3].顾永泉.机械密封实用技术.机械工业出版社,2001. 致谢本人之所以选择这个题目来写是因为这是我在二十年来工