3-1接触式机械密封技术.ppt

机械密封端面热裂纹 ⑤．密封适应变工况能力差。 当流体机械处于变工况(变压力、变转速、频繁开停等）下，密封的始终处于不稳定的运行状态—磨合状态，极易出现早期失效。 ⑥．改变介质性能，影响产品质量。 密封摩擦副端面之间直接的固体摩擦磨损，必然产生一定量的固体磨粒，对工艺产品造成不同程度的污染，直接影响产品质量及其市场竞争力。因此，随着对产品尤其是深加工食品、生物医药制品、精细化工产品等质量要求的日益苛刻，普通接触式机械密封的使用范围将不同程度的受到影响。 ⑦．运行费用高、经济效益低。 为改善密封工作环境，常采用冷却、冲洗等措施，消耗大量冷却油的同时，降低泵容积效率和装置生产效率。 采用冷却手段对密封直接冷却并自然排放，浪费了大量水资源并增加了污水处理负担。 如炼油厂高温、重油、渣油泵大多采用蜡油为封油来改善密封工作环境，由此带来巨大的能源浪费。 ⑦．运行费用高、经济效益低。 以齐鲁石化胜利炼油厂为例，具体表现在以下方面： 南区小焦化泵512封油专用泵流量12.5—15吨/小时，大焦化泵610封油专用泵流量12吨/小时，催化利用泵201出口冷却作催化常减压封油流量15吨/小时。这几套装置每小时注入封油量40吨左右。每天注入泵内蜡油量为40吨×24=960吨。 其中，近50吨蜡油注入了重油渣油系统，按重油与蜡油差价1000元/吨计算，每天经济损失为50×1000=5万元。一年损失为5万元×360=0.18亿元。 另外，50多吨蜡油以低温状态进入塔内再循环，其由低温90℃升至300℃需要热能约和1000千克标油。 用蜡油作封油需将其温度由300℃降至90℃，每天产生热量损失合1500千克标油。 热虹吸系统：需提供稳定的冷却水 需采用Plan21自冲洗系统，消耗大量冷却油 ⑧．辅助系统复杂、可靠性差。 对双端面机械密封需有阻塞流体循环、控制系统，大大增加了密封装置的一次性投入成本，对离心压缩机用双端面机械密封，封油循环、控制系统的费用约占整个机组投资的20～40%。另外，封油循环、控制系统使密封的运行费用成倍增加，其运行的可靠性直接影响着密封工作的稳定性和可靠性。 ⑨．使用范围窄。 接触式机械密封不适用作高压、高速、高PV值工况下旋转机械类轴封，对于密封高危险性、高含固体颗粒的工艺流体，其密封的可靠性及耐久性等方面也不尽人意。 图 双端面密封辅助系统 重点内容 机械密封的工作原理； 机械密封的组成及功能； 机械密封的优点； 机械密封的分析计算； 接触式机械密封存在的问题。 back 波纹管密封的端面比压 U型形波 矩形波 锯齿形波 3.3 机械密封的分析计算 2）性能分析： 性能参数有：PV值、泄漏量、功耗、温升和摩擦系数。 PV值：与其它轴承摩擦副类似，PV值被选作选择、使用和设计机封的重要参数，功耗、磨损和温升都与之有关。 ①使用PsV值：说明机封使用条件，可当作工作难度或技术水平，一般样本或选用手册中常采用它。 ②工作PcV值：密封面接触压力Pc与密封面平均周速V之乘积，是机封工作时的性能参数，设计中使用。 3.3 机械密封的分析计算 2）性能分析： ③允许[PcV]值和[PcV]值：根据一定的摩擦副材料在规定的使用寿命和允许的磨损率确定的[PcV]值，由实验确定。 ④极限(PcV)值：以热裂时的(PcV)值作为极限(PcV)值。 ⑤临界(PcV)c值：密封面液膜破裂时(PcV)值。在机封中考虑到勿使热变形和压力变形超过液膜厚度或限制密封面温度、防止液膜气化，使用PcV值小于(PcV)c。 3.3 机械密封的分析计算 2）性能分析： 密封材料 组合 水与水溶液 其它液体 非平衡型 平衡型 非平衡型 平衡型 碳石墨对不锈钢 0.5 — 3.0 — 对铅青铜 2.5 — 3.5 — 对斯太利特 2.5 8.5 5.0 58 对氧化铝陶瓷 3.5 21 9.0 42 对氧化铬陶瓷 7.0 42 — — 对碳化钨 7.0 42 9.0 122 对碳化硅 9.0 63 9.0 185 碳化钨对碳化钨 4.5 26 7.0 42 对碳化硅 6.0 36 9.0 105 3.3 机械密封的分析计算 2）性能分析： A 摩擦系数f 机封的摩擦热量Qf、冲洗量Qr和摩擦功耗N计算时均需要正确地选用摩擦系数；除用模拟实验求摩擦系数作材料的摩擦系数实验外，可参考现有相近的数据选用。 密封端面的总摩擦力F包括流体粘性剪切摩擦力Ff和密封端面微凸体接触摩擦力Fc 两部分，即 在混合摩擦状态下接触式机械密封的摩擦系数f可表示为 xf、xc分别为流体膜承载比、微凸体接触承载比，两参数满足 3.3 机械密封的分析计算 2）性能分析： 摩擦系数f 材料配对 摩擦副材料 摩擦系数 动环 静环 不同材料 碳石墨 铸铁 0