湿法磷酸生产中循环水泵的机封改造与应用

Academic学术到难、从简到繁、从单一技能训练到综合技能4.6.重视学生实习报告的填写。实习报告参考文献:训练的原则。可以把那些零散的、浮浅的、感性的认识升华[1]赵志群、 职业教育工学结合一体化4.4. 改革评价方式，由单一的结果评价变到集中的、深入的、理性的认识，这有助于学课程开发指南 [M].北京:清华大学出版社.为过程评价和结果评价相结合的评价方式。传生进一步 巩固已有的成果。2009.统的教育评价大多与最终的结果判断相关。因通过多年钳工实训教学，提高钳工实训[2]戴:士弘。职教院校整体教改[M].北京此必须重视学生学习过程的评价，这种评价更教学质量对 于提高学生的就业竞争力有着清华大学出版社， 2012.为重要，也更为本质。重要的意义。在实训课堂上老师必须不断学[3]马喜法.钳工实训与技能考核训练教程4.5.注重对学生学习兴趣的培养。习，研究探索，以求真务实的态度，寻求科机械工 业出版社. 2011兴趣是最好的老师。学生有了兴趣，就会学的适合技校学生学习和发展的教学模式，注:本文是河北省职业教育科学研究.变被动学习为主动学习，自觉地完成钳工任务，.达到事半功倍的目的。为学生高质量就业奠“十二五”规划课题“综合性实训与模块化教这样，教师在教学过程中就会轻松许多。.定基础。学之研究”(批准 号ZJ11149)阶段性成果。湿法磷酸生产中循环水泵的机封改造与应用关键词一循环水泵机械密封应用云南天安化工有限公司磷酸厂- 张云川摘要:对我厂循环水泵在使用填料密封时出现的问题进行分析,提出机械密封改造措施,并对改造后循环水泵的使用情况进行了评述。1.填料式循环水泵的使用情况及存在问题7 月进行了冷却水改造:增加密封水加压泵，并两 个端面的紧密贴合，使两个端面之间形成一1.1. 概述单独配管至每台循环水泵的填料函，引入了清个微小的间隙，当有压介质通过此间隐时，我厂一期30万吨/年湿法磷酸装置四台循洁工艺水做填料冷却用。形成极薄的液膜，造成阻力，阻止介质泄漏，环水泵(位号: CJ01001A/B/C/D) 采用的是单H值TP205%固含量F (mg/L)|密度(g/温 度又使端面得以润滑，减少密封端面的磨损，获级双吸水平中开蜗壳式离心泵，于2005年2月(mg/L)cm) ( c)| 得长周期的密封效果。投用。因填料密封结构简单，更换调整方便，1.59 J0.71 ]219.9 4812 1. 015 ]372.1.2.不需要调整故该四台泵原设计均采用填料密封。该密封型机械密封在密封流体压力和弹性力的作用式主要由填料函、轴套、填料、水封环、填料改造后情况有所好转，但填料密封属于接下， 即使摩擦副有磨损，密封端面也能始终自压盖及螺栓等部件组成，它是将填料装于填料触式密封， 其本身就存在有密封性差、功耗大、动地保持贴紧。 因此，-旦安装好以后，就不函内，通过填料压盖将填料压紧在轴套的表面。磨损轴套、使用寿命短等缺点，运行- -段时间需要经常调整， 使用方便， 适用于连续化、自由于轴套表面总有些精糙，其与填料只能部分后仍会频繁出现泄漏，拧紧压盖螺栓、更换填动化生产 。贴合，而部分未接触，即形成无数个迷宫。当料均不能解决问题。2.1.3.摩擦功率消耗小带压介质通过轴表面时，介质被多次节流，凭1.2.2.循环水泵的泄漏造成的最直接影响随着社会经济的发展，能源消耗已成为-借“迷宫效应”而达到密封。填料与轴套表面就是污染现场环境，不利用我们“清洁文明工厂”个不可 忽视的、可能制约经济发展的重大问题，的贴合、摩擦，也类似滑动轴承，故应有足够的创建;其次，因泄漏会导致轴承及轴承座被节 能降耗也就变得越来越重要。盘根为接触式的液体进行润滑，以保证密封有一定的使用寿酸水腐蚀， 检修频繁， 加大检修工作量及备件密封， 它在使用中存在着某些固有的缺点，机命，即“轴承效应”，所以，良好的填料密封，的消耗。维护及检修工作量较大，检修费用高。械 密封由于摩擦副摩擦接触面积小，又处于半是“迷宫效应”和“轴承效应”的综合。1.2.3.为彻底解决循环水泵存在的问流 体润滑或边界润滑状况，摩擦功率-般仅为1. 2.使用情况及存在问题题，我们提出将其改为机械密封型式，先对填料密封的0.2^0.3 左右。1.2. 1.该泵原设计的冷却方式为:在泵壳顶CJ01001A 泵进行改造试用。2.1.3. 1.双端机封有两对摩擦副，结构复部开孔将泵内介质引出，再分别注入两端填料2.循环水泵的机械密封改造杂，需外供封液系统。而单端面机封只有一对函内用做填料冷却水。2005 年2月水泵投用初2. 1. 机械密封的特点与优势摩擦副，结构简单，安装及维护方便，故我们期，水质及工况较好，这种冷却方式也没出现2.1.1. 密封性好选用单端面机封;太大问题，但随着水质恶化(见表1) ，介质含.机械密封包括动、静环之间的端面密封及2.1.3.2.外装式密封是机械密封安装在密酸量增大，杂质增多，而且其本身温度已经较高，其 部件中静密封组成，其中动环与动环座、动封腔外。 内装式密封是机械密封安装在密封腔就不适宜再用介质做冷却水。而其带来的直接环座与轴之间、静环与压盖与压盖之间、中国煤化工况好，比压随介质后果就是:填料频繁损坏泄漏，外泄漏较大而与泵密封腔端面之间的密封为静密封，HHc N MH G向与离心力方向相腐蚀轴承及轴承座，轴套磨损严重。检修工作易解决，一 般密封性较好。 动、静环之间的iI心密封;量及备件消耗量均较大，而且泄漏带来的环境面 密封为动密封，是机械密封的核心，其密封2.1.3.3.旋转式机械密封是补偿环随轴-污染相当严重。为解决此问题，我们于2007年端 面的表面光洁度和平面度要求都很高，由于起转动。 静止式机械密封是补偿环不随轴- -起转中国机械Machine China 103Academic学术动。而一般情况下，均考虑选用旋转式机械密封:2.1.3.4.单弹簧机械密封结构简单，弹簧可兼起传动作用，但端面比压不均匀。多弹簧机流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min) 功率(Kw |轴功率(Kw)电压(Kv)电流(A)械密封结构复杂，弹簧不能兼起传动作用，但端面比压均匀，适用于高速运转。标准密封类型均为多弹簧结构，故我们选取多弹簧机械密封;铭牌参数27008214508006090.32. 1.3. 5.内装式机械密封载荷系数K填料泵参数|210083K= (d,- d')/ (d名一d) 式1| 机封泵参数2400860476. 9式中，d--密封环带的内径，测量值为10m表3d-密封环带的外径，测量值为145md,-- - 密封的平衡直径，测量值为125om25m/s;最高压力可达40Kg;3.机封改造后的经济性分析代入式1计算为: K=(145*- 125)/ (1452. 3.3.材质选择:机械密封改造前后循环水泵的运行参数见110)=0.61 < 1由表1可知，我们的介质含酸量较高，且表3 (以 CJ01001A为例)K>1的机械密封为非平衡型密封，一般非带有其它固体颗粒杂质，故我们对机械密封的3.1.泄漏损失平衡密封只能用于低压，当密封腔压力上升时，材质选取见表 2:填料:密封是- -种允许泄漏的密封方式，泄会将密封端面间的液膜挤出，使密封面很快损表2漏致使泵的效率下降，能耗增加，具体费用本坏金属部件动环静环一J0型圈弹簧文暂不做计算:同时水的泄漏同时也污染现场K< 1的机械密封为平衡型密封，内装式密VITON HC 1环境，影响设备表面和其他如管道，轴承等的封轴上的台阶使密封端面沿径向内移但不减少2.3.4. “AIGI专利集装式机封”改造的可使用寿命。而机封改造后，实现了零泄漏。密封面的宽度。密封的开启力不变，但由于动行性验证3.2.效率分析环有较大的面积暴露在液体中，因此，闭合力下面我们通过机械密封的两个主要性能参泵的运行效率被平衡了相当一-部分。数来判断机械密封改造是否可靠:η =2.723 γ QH/N式32.1.3.6.从上可知，我们选取的机械密封2.3.4.1.PCV 值----介质的比重，由表1可知为1. 015为单端内装旋转多弹簧式平衡型机械密封。端面比压PC与密封端面平均线速度V的乘----泵的流量2.3.机械密封改造(AIGI 专利集装式机封)只，表征了密封端面实际工作状态。端面的发H---泵的扬程经与多家机械密封制造厂商进行探讨后，我热量和摩擦功率 直接与PCV成正比，该值过大N----泵的轴功率们最终选定“艾志工业技术集团”生产的“AIGI会 引起端面液膜汽化或使边界膜失向而造成附改造前: η=2. 737X 1.015X210082/595.专利集装式机封”,该机械密封结构型型式如图1:膜脱落，导致端面糜擦副直接接触而产生急剧80. 4%磨损。它是设计时考虑的一一个重要指标，其值改造后: η =2.737X 1.015X2400X 82/604必须小于许用[PCV]。由设计手册可知:碳化硅= 90.5%材料的摩擦副的许用[PCV] 为14. 5可见，泵的运行效率得到大幅提升。PeV=0.42 X 25= 10.5式23.3.节能分析在允许范围内。通过表3电流对比，我们可知，电能下降2.3.4.2.泄漏率约7.3%，以一台泵每年运行330天计算，一年机械密封的泄漏率是指单位时间内通过主所降能耗为电机功率 800Kwm X7.3% x 24h xC1中密封和辅助密封泄漏的流体总量，是评定密封330天= 462528Kw ，以每度电0.8元计算,性能的主要参数，但目前尚无统-一的标准，实年节约生产成本可达30022 4元，远远高于机际使用主要取决于密封介质的特性和运行的环械密封改造的成本。2.3.1.“AIGI专利集装式机封”的特点:境。设计手册中规定了平均泄漏率，在轴(轴套)3.4.备件消耗2.3.1.1. 集装式结构，使安装简单、可靠;外径大于50mm时，不大于5ml/h;轴(轴套)2012年5月至9月期间，CJ01001A 泵检修2.3.1.2. 平衡式结构在压力骤变时会减轻外径不大于 50m时，不大于3ml/h.8次，发生的备件费用为41000元，2012 年9月密封介质压力对密封端的影响;我们循环水泵的轴套外径为125mm,通过现24 8完成机封改造后运行至2013年3月，除了2.3.1.3. 非热镶式的动、静环结构，杜绝场实际验证， 外泄漏为0。-般的日常性维护检查，未发生过其它更换备件了在温度变化大以及有振动等特殊情况下，环2. 3.5.循环水泵机封改造的现场实施的检修工作。机封改造费用为39000元/台，5面发生脱落或损伤的现象;2.3.5.1. 我厂循环水泵有4台，为三开- - 备个月时间即回收投资成本并产生效益2000元。2.3.1.4. 定位装置可避免人为安装产生的我们于 2012年9月先对备用泵CJ01001A实施改误差，保证机械密封精确的端面比压与可靠性，造。因该密封结构简单，安装方便，无需改动泵通过对循环水泵实施机械密封改造，取得有效保证机械密封的长周期运行:的其它零部件，只将原来的填料取出，取消密封了很好的效果，通过经济比较，填料密封技改2.3. 1.5.多个小弹簧结构,且不与介质接触压盖，将机械密封直接安装在原填料函上即可。中国煤化工牛消耗，节省了人2.3.1. 6.专利的定位以及合理的端面比压，2.3. 5.2. CJ01001A完成改造后，连续运行YHCNMH GX了节能降耗，节确保了密封的寿命与低排放要求:了4个月，于2013年1月我们进行效果评价,xy，此同以u心定运行的可靠性，2.3. 2.其性能参数为:认为改造成功。然后逐台对另3台循环水泵实为 全装置正常稳定生产创造了良好的条件，从最高温度可达200C;密封圆周线速度施同类型改造， 于2013年3月全部改造完毕。长远来看，具有很大的经济效益。104 Machine China中国机械