釜用机械密封的动态模拟实验技术与应用

　　摘要：分析了釜用机械密封的特点，重点讨论了釜用机械密封的动静态试验与应用。结果表明，通过动态模拟实验台，釜用机械密封的检修一次合格率达到100%。
　　关键词：ABS，SAN，釜，机械密封，静态试验，动态试验
　　聚合釜、搅拌釜是各种化工厂的关键设备之一，其运行效率和可靠性在很大程度上取决于轴封装置的优劣。釜用机械密封工况复杂、搅拌轴长、轴径大、介质物理化学性质多变化、压力温度波动大等，常使机械密封失效或损坏。由于机械密封尺寸较大，结构复杂，对机械密封的安装、更换更是提出了更高的要求。着重论述搅拌反应釜用机械密封的动态模拟实验技术与应用，通过动态模实验台，可有效提高了釜用机械密封检修一次合格率。
　　1釜用机械密封特点
　　（1）一般的釜用机械密封的尺寸较大，结构较为复杂。由于制造其动环多采用整体硬质合金、静环产用进口碳化硅所以成本较高。如SAN装置A101轴径为Ф150mm，ABS装置A210—A240轴径为Ф190mm。单套机械密封价格在二万元至三万元之间。
　　（2）运行工况苛刻。由于搅拌器的搅拌轴较长，介质的扰动使得轴的偏摆较大；且釜用机械密封密封的多为气相介质，密封介质压力变化，密封压力从8kg到负压；密封油温度控制较高，密封难度较大。
　　（3）机封拆装难度大。由于搅拌器轴功率一般较大，与其相连的原动机及辅助装置大多大而且笨重，且位于轴上方，使得机封拆装难度较大，检修更换一次密封需要的时间也长。
　　分析表明，就对釜用机封的制造质量和安装质量提出了相对较高的要求，以期达到一次安装成功，避免无谓的人力物力浪费，节约增效的目的。
　　2技术分析与设计思路
　　SAN装置A-101反应釜、ABS装置A210～A240反应釜的搅拌器均已运行多年，其机封也更换过多次。以前机封检修更换时，新机封密封的检验只能采用常规检验：外观尺寸检验与用动静环密封面检验；静态保压的方式来检查机封的制造和装配质量。这种检验方法存在两个弊端：
　　（1）由于机封的动静密封面之间没有相对运动，不能发现由于制造质量问题造成的动静环内部质量缺陷，运行后就有可能造成泄漏。
　　（2）由于机械密封的动静环密封面之间没有相对运动，没有磨擦生热，不能考察机封密封密封圈在受热状态下的反应情况，无法对机械密封圈材质进行检验。
　　（3）设计思路。所以我们为了对机械密封有一个全面考察，就设计制造了釜用机械密封的动态模实验台。其特点结构简单，操作方便，一机多用；可模拟各种工况条件下的釜用机械密封，进行动态实验。其结构包括：动力传动系统；动力保护系统；压力模拟系统；搅拌器釜内压力模拟系统；模拟实验平台；温度调节系统；密封油回收系统。
　　3结构设计特点
　　动力传动系统采用0.75KW电机，通过减速器带动链轮链条带动模拟轴(电机转数1750r/min），通过减速器输出转数；动力保护系统通过电机控制盘控制模拟系统负荷，避免试验过程中产生设备事故；压力模拟系统为机械密封提供与实际相同的压力与搅拌器釜内压变化；模拟实验平台为机械密封提供所需的安装接口；温度调节系统提供机械密封实际工况的温度；密封油回收系统回收实验后的密封油，避免浪费。实验时两人即可完成机械密封的试验。并且可通过更换平台接口实现50~200MM轴径密封的转换；更换链轮使转速为由30~150转/分之间的变换，为大型机械密封的提供动态模拟实验。
　　4机械密封动态模拟试验台示意图
　　5结束语
　　自该装置投用以来其起到的作用非常明显，聚合釜、搅拌釜检修一次合格率达到100%。以前每年因密封试验不好平均浪费机械密封5套，每套机械密封至少平均2万元，为厂创直接经济效益10万元，同时因减少重复检修、缩短检修周期，至少可创间接经济效益40万元，经济效益显著。
　　参考文献：
　　[1]刘庆山.机械设备安装工程[M].北京；中国建筑工业出版社，2007.
　　[2]王鸿勋，张琪[M].北京；石油工业出版社，1981.

《釜用机械密封的动态模拟实验技术与应用》

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