层状剪切式填料密封系统在大型循环水泵上的应用

大氮肥2005年Large Scale Nitrogenous Ferilizer Industry第28卷第3期层状剪切式填料密封系统在大型循环水泵，上的应用胡小青(中石化巴陵分公司尿素部,湖南岳阳,414003)摘要。层状剪切式密封系统是-种技 术较为先进的轴密封系统,特别是对于大型水泵轴密封,能取得良好的效果。文中对层状剪切式填料密封系统的基本原理与特点进行论述,并介绍其在尿素装置低压甲铵冷凝器循环水泵上的应用情况。关键词层状剪 切式密封系统循环水泵 应用现行大型循环水泵考虑到轴封的安装检修难在纤维材料之间,而非其与转轴之间,同时“旋转易程度、可靠性、价格及循环水自身特性等因素,层”与“不动层”一起构成屏障,对介质起到阻挡作几乎都选用普通成型填料密封作为轴封的方式,用,达到阻止泄漏的目的。而放弃密封性能好但价格昂贵、检修不便的机械1.2主要特点密封,如此带来的问题是由于大型水泵的轴径大,与普通成型填料轴封相比,层状剪切式密封填料腔的纵横向尺寸均较大,来自填料压盖的压系统主要具有如下特点:紧力很难由柔性的软填料均匀的向内、向外传递1)密封效果好。层状剪切式密封系统的主.到位,因而难以达到良好的密封效果,循环水泄漏体为胶泥状混合物,无固定形状,在填充填料腔时严重,-般的填料密封泄漏标准(20~30滴min)较易均匀的分布到腔内各处,并在水泵开启后几几乎不可能长时间得到满足。分钟内,通过“旋转层”的运动进行自动调节而达中石化巴陵分公司尿素装置低压甲铵冷凝器到均匀分布,使填料腔内各处材料均具有效密封循环水泵(901 J/Js)采用普通成型填料密封方式，能力(普通成型填料的密封能力沿轴向由内至外轴封泄漏量在90t/月左右,不仅浪费大量的水资是逐步减弱的),因而总体上具有较好的密封性源,同时也使轴封的维护维修频率始终保持较高能,通过合适的调节,能达到完全无泄漏。的状态。2003 年开始对填料轴密封进行改造,改2)不伤轴套。由于轴旋转时内层纤维材料用层状剪切式填料密封方式后,使这一状况大为会缠绕在轴上,并与轴-起同步旋转,二者间无相改观。对运动，即无摩擦产生,对轴套无磨损,或者对所装配轴套的表面加工精度要求极低。1层状剪切式密封系统基本原理与特点3)无须冷却系统。普通填料由于相对运动1.1 基本原理.完全集中在轴套与成型填料内侧,二者之间压紧层状剪切式密封系统的主体为纤维加强合成力大,相互摩擦会产生大量热量,为防止填料烧材料及多种添加剂的胶泥状混合物,具有高强度、毁,需要附设冷却系统。而层状剪切式密封系统自润能力摩擦系数低、混合物分子间吸引力小的的相对运动发生在“旋转层”“不动层”内部,径向特性,在轴旋转过程中,从内层开始纤维材料会缠成梯度递减方式,并且材料有自润能力,摩擦系数绕在轴上,并与轴一起同步旋转,形成一个“ 旋转低,中国煤花节低,无须加设冷却装层",随着“旋转层"的直径逐渐增加,轴对纤维的置。:TYHCNMHG缠绕能力逐步减弱(这是因为轴的扭力是固定的，收稿8期:200- 10-15;收到修改稿日期:2005-03-07。随着力矩的增加,扭矩逐步减弱的结果),没有与作者简介:胡小青, 1990年毕业于江苏化工学院化工机械专轴缠绕在-起的部分纤维材料,与填料腔内壁保业,工程师,现在中石化巴陵分公司尿素部从事设备管理工作。持相对静冉数或一个“不动层”,这样摩擦就发生已发表论文多篇。联系电话:0730-8536023。176大氮肥2005年第38卷2层状剪切式密封 系统在循环水泵.上的应用预先通过专用枪挤压好的条状填料,则通过手工2.1循环水泵 工艺与设备参数填塞在内外骨架填料环轴套、泵盖内壁所形成的低压甲铵冷凝器循环水泵型号为CEN300-填料腔中,将填料压盖适当压平、压紧即可。此时250,单级离心泵，介质为蒸汽冷凝液,密度将专用填料枪接到泵盖的接口上,按水泵操作规980kg/m3 ,运动黏度1000Pa.s, 泵转速88800r/h,定开启水泵,观察泵运行5~10min后,胶泥状混叶轮直径φ 0.320m,轴规格φ 0.085 m x 0.735m，合物的自动调节、内部剪切层的形成基本结束,根轴套规格φ 0.100mx0.115m,成型填料规格φ据泄漏情况用填料腔缓慢补加填料,直到完全无0.100m/0.125 mx 0.013m,-次安装6根,中间加泄漏。层状剪切式填料的安装简图如图1。冷却水环,由泵出口管线上引冷却水从泵盖接口2.4安装 、维护与维修特点导人填料腔对填料进行冷却。水泵正常流量层状剪切式填料密封系统在工作原理与结构928 m?/h,进口压力0.30MPa,出口压力0.46 MPa,形式上,与普通成型填料有着根本的区别,相应其轴功率54.7kW。在安装、维护、维修等方面,经过将近两年时间的2.2层状剪切式填料材料规格 与性能实践与摸索,总结出如下几个要点:材料基本规格有白色与黑色两种,考虑到循1)填料初装时，应使填料处于偏松状态,再环水泵规格与介质特性,选用材料规格为白色类,根据填料泄漏程度适当压紧填料压盖或用专用腔由具有极高抗冲击强度与抗拉强度的高纯合成特补加填料(补加作业要点同2.3)逐渐调整至无泄种纤维、高纯度的聚四氟乙烯、高分子硅脂及有机漏,并且填料腔处温升高出介质温度5~ 10C为密封剂混合而成,其中高分子硅脂起增加抗磨蚀宜,以避免过烧现象。能力的作用,有机密封剂则能提高层状剪切式填2)使用一段时间后,轴封发生泄漏时,一般料材料自润及密封性能。胶泥状填料的适用温度不通过调紧填料压盖的方式来消除泄漏,而采用为-40~200%,最大工作压力1MPa,最大线速度填料腔补加填料的方式来进行维护,补加采用少0. 17 m/h, pH值范围为1~ 13。量多次的办法,每加一-次要有数分钟的停顿,观察2.3改造实施运行情况,决定是否继续补加直至无泄漏。这是由于胶泥状混合物加入填料腔后,一开始纤维成泵盖堵头填料压盖不均匀分布及无序排列状态,在旋转轴的牵引力作用下,逐渐自我调整至能起有效密封作用的稳定“旋转层”的。因此采用少量多次的补加填料方式，避免过量填料挤压过紧而局部烧毁,而补加填料较紧压盖方式对原“旋转层”的影响小,有利于新的无泄漏“旋转层”在短时间内的形成。层状剪切式填料泵轴3)工艺状况发生较大变化或为满足工艺倒.普通成型填料普通成型填料:泵运行,常会将泵停运一段时间,此时原有的“旋图1层状剪 切式填料的装填转层"遭到破坏,有效密封“旋转层”须在泵运行一轴封的改造实施较为简单,对原轴封机械部段时间后才能重新形成。因此,重新启动泵时(倒分的改动只需将从泵线出口管至泵盖处的填料冷泵时)，轴封出现泄漏不应立即采取维修措施,而却水短管拆除,在泵线出口管的接口(冷却水管)应观察- -段时间后才作出决定。处加上堵头,同时在泵盖的接口(冷却水管)处加4)水泵其他故障检修拆卸填料时,常发现胶上一个与层状剪切式填料专用加注枪管接口相配尼|中国煤化工发硬,只要纤维未出的管接头即可。填料加注完毕后,亦采用堵头将现HCN MH G浸泡2~3h,使其“再接口堵住,安装轴封时,取消冷却水环,在填料腔生”后使用,并不影响其密封性能,可使层状剪切的最内端与最外端各装一个0. 100m/0. 125mx式填料达到最大限度的使用周期。0.013m的填料环(即原泵用普通成型填料),作为2.5应用效果胶泥漏侖擞瞻内外支撑骨架,防止混合物被挤出,使用初期,对层状剪切式填料密封系统认识第3期胡小青.层状剪切式填料密封系统在大型循环水泵上的应用177不足,基本参考普通成型填料的处理方式:一旦发3结束语生泄漏即进行维护维修、补加填料，填料发硬即进1)层状剪切式填料密封系统具有解决水泵行更换等,因此尽管轴封泄漏量明显小于普通成特别是大型循环水泵的轴封泄漏问题的能力,能型填料密封方式，但其繁琐程度及运行费用都远长时间的完全无泄漏运行,减少循环水的流失浪远高于普通成型填料密封方式。经反复比较试费 和轴封的检维修工作量;无须冷却系统,降低能验,逐步掌握其特性与运行规律后,其优势才得以耗;对轴套无磨 损,节约设备费用。显示出来:能长周期地完全无泄漏、免维护,一般2)应用层状剪切式填料密封系统时要充分3~4个月补加一次填料,整体更换则约为每年--掌握其特性与运行规律,合理的安装、维护、检修,次。才能最大限度发挥其优势,实现轴封改造目的。APPLICATION OF STRATIFIED SHEAR PACKING SEAL SYSTEM INLARGE CIRCULATING WATER PUMPHu Xiaoqing( Urea Department of Baling Branch Co . , SINOPEC , Yueyang ,414003)Abstract Stratified shear packing seal system is an advanced axle seal system, which canachieve good result, especially for large water pump axle sealing.This paper expounds the basic prin-ciples and characteristics of stratified shear packing seal system, and presents its application in thecirculating water pump of LP ammonium carbamate condenser of urea plant.Key words : stratified shear seal system, circulating water pump, application煤化工发展不会受煤炭量制约2004年6月30日,国务院出台了以煤炭为主体、以节能为原则的《能源中长期发展规划纲要》,煤化工列入我国中长期能源发展战略的重点,全国拥有煤炭资源的地方煤化工项目出现“井喷”。而与此同时,2004年以来全国电煤出现缺口,26个省市拉闸限电,大量的煤炭被运往南部缺电省份。如今众多的煤化工项目先后上马,将来是否会受到原料制约?山西省规划初步确定3~5年内总体形成年产6Mt尿素、2Mt甲醇及其下游产品的生产规模,建成全国最大的尿素、甲醇生产基地。在陕西继投资约300亿元的3M/a煤制油项目上马后,山东兖州煤业股份有限公司在陕西榆林投资建设的年产2.3Mt甲醇工程一期一-- -600kt/a 甲醇项目开工。2005年1月5日河南鹤壁市相关企业与江西正邦集团合作投资50亿元建设煤化工项目正式签约,项目规划建设总规模为年产800kt 甲醇、400kt醋酸、100kt二甲醚、100kt双氧水;与此同时,总投资50亿元的河南永煤集团公司煤化工基地,建设年产800kt甲醇、300kt醋酸、300kt二甲醚和30kt聚甲醛项目也开始实施。煤化工项目将来是否受到原料制约,这首先取决于煤化工所消耗的煤炭占煤炭总消费量的比例,发展煤化工所消耗的煤炭占总消费量的比例很少,消耗量最大的炼焦所占的比例也就在10%。据国家发改委能源局介绍,2004年电煤消费量达9.6x10t,同比增长x10t以上,电煤占到了煤炭总消费量的一半以上。能不能干煤化工,煤够不够不是问户同并工千世岂资源,而是丰富的煤炭资源没有被合理地开发利用。中国煤炭储量的40%以上是中国煤化工下允许将高硫煤直接用来发电。所以,目前煤炭资源的短缺是相对的,不是煤炭MH.NMHG,有专家指出,发展煤化工应当因地制宜,结合当地煤炭资源、煤种,合理组合与规划。像高硫煤在我国分布广、价格低,在我国很多地区禁止开采和使用,发展煤化工是实现其高效利用的最佳途径。利用资源丰富却闲置少用的高硫煤:焦炉气等制成二次清洁能源-甲醇、二甲醚来代替石油， 可谓是一举多得。.本刊.方方数据