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【中国阀门网】 一、前言
目前，工业上已成功应用的密封形式有油膜密封、机械密封、干气密封等，各种形式有其独特的优点和缺点，同时又各自有其特定的应用范围。机械密封以其材质多样、耐腐蚀、性能优良可靠等优点仍广泛应用于石油、化工、炼油、造纸、化纤以及制药等行业。但机械密封由于在设备运行过程中旋转件之间的摩擦以及摩擦副对密封介质的搅拌作用等都会产生一定的热量，促使了密封环及端面之间的流体膜温度升高，当密封环及端面问流体膜的温度过高时就会影响密封件的正常工作，甚至造成密封面的热裂、腐蚀、泡疤或变形，从而加速了机械密封的损坏和频繁的检维修，极大地制约了装置的平稳生产。
近几年来，随着干气密封技术、无密封自吸泵等新技术的不断涌现，各种既节能又使用方便的新型机泵已成为满足创造节约型企业的首选技术。对于干气密封的局限性在于其仅适用于输送气体介质，洛阳石化PTA装置通过多次技术交流和调研，于2007年5月份将污水
泵进行了更新，采用了立式无密封自吸泵，通过几个月的运行，其无需密封冷却液的节能效果和运行稳定的优势已逐渐显现。
二.无密封自吸泵与传统机械密封污水泵性能比较
1．实际运行情况
传统污水泵在轴和叶轮间采用丝螺纹接或拼帽连接，中间存在一个圆周间隙，在泵轴高速旋转过程中常造成叶轮松动。同时为防止设备介质从中泄漏，增加了一道阻漏装置即密封装置，但由于机械密封与泵轴的紧密接触难免造成泵轴和机械密封之间的摩擦。在未开发
应用无密封自吸泵之前，因机械密封具有泄漏少、寿命长等优点，成为了机泵主要的轴密封方式，广泛应用于离心泵、离心机、反应釜以及压缩机等设备。洛阳PTA原污水泵就是采用的带有机械密封的抽吸式污水输送泵，抽吸式污水泵吸入口管线长，将池内污水抽出外送
过程中经常出现汽蚀，极易造成机封损坏，检修需将整泵抽出，非常不便，同时回装时因吸入口连接和泵体固定需动火，多次将污水池内有机相引燃造成险情，成为PTA污水池一大安全隐患。另外，为冷却机械密封运转时产生的热量，每台污水泵每小时需投用机封冷却水2～3t，以氧化、精制单元四台污水泵计算额外增加了大量污水，对于污水大户的阳A来说，无疑于雪上加霜。
采用无密封自吸泵后所有问题均能够迎刃而解。无密封自吸泵采用叶片式强力气液分离装置和柔性石墨轴套代替机械密封结构。主轴和叶轮之间采用“一体化连接”，减少了叶轮连接松动，柔性石墨轴套确保了密封的间隙接触，革除了橡胶0形圈密封、填料密封、机
械密封等传统泵密封结构，克服了流体的“跑、冒、滴、漏”及机封频繁更换的难题。无密封自吸泵性能稳定，噪声低，振动小，易于安装，移动灵活，拆卸简便，只要不出现超负荷或电路故障，机泵3～5年基本无须维修。
2．性能比较
(1)结构特点,传统的机械密封泵通常在油隔离室设有油水探头，当第一道机械密封即泵侧机械密封损坏时，水进入油隔离室，探头发出信号。电动机腔下端装有浮子开关，当第二道机械密封即电动机侧机械密封损坏后，水进入电动机腔，浮球浮起，控制系统便将泵
强制停止运转。在减少摩擦产生的热量对机械密封、泵体及叶轮等产生损害方面又增加了强制密封冷却水。该类机械密封型泵受各种因素制约，其控制结构复杂，机械密封安装和维修都比较复杂。 [Page]
密封自吸泵不需要设置密封系统，依靠泵轴和柔性石墨紧密接合，并利用轴和石墨之间的热传导形式将热量通过输送介质带走，减少了热量聚集，极大地确保了污水泵平稳运行周期。
机械密封泵结构，需紧密固定，不然将造成高振动，机封易损坏，还需要连接密封水等管线，起动时不需灌泵。
无密封自吸泵结构，不需固定，仅平放在污水池旁，直接法兰连接，安装简便，起动时自注液口将泵充满，将盖拧紧即可。
(2)无密封自吸泵的优点 与机械密封污水泵相比，无密封自吸泵具有以下优点：①节省了冷却和密封用冲洗介质费用。②无需冷却密封，有效地降低了污水量。③无须考虑机封损坏所需要的经常性的维护检修。D避免了操作人员投用污水泵时的人为损坏。⑤操作简便，完全实现了“一次引流，终身自吸”。⑥自吸时间短，自吸深度高，一般达6m左右，借助辅助装置最高可达8m。⑦使用寿命长，一般不需要维修和维护，最长可达3～5年。⑧泵轴材质多样化，可采用铸铁、碳钢、不锈钢及增强聚丙烯等，其耐腐蚀性与机械密封可目媲美，可适用于强酸、强碱等强腐蚀性介质。
(3)无密封自吸泵的缺点①因泵轴采用柔性石墨紧密接触，对于高温、高压介质的适用具有一定的局限性，仅适用于100℃以下介质，但如果将柔性石墨进行耐高温处理，预计对于高温介质的输送将是一个新的突破。②对于严寒地区无密封自吸泵的适用，应充分考虑其长期泵内存有流体的情况，其防冻防凝工作将极大地制约其实际的使用价值。
(4)外形原污水泵因确保机械密封正常运行，减少设备运行过程中振动对机械的损坏，需将泵体牢固地固定在泵基础上，因环境和污水本身的腐蚀作用，螺栓锈蚀拆卸困难，而无密封自吸泵不需地脚螺栓固定，出入口采用法兰连接，可远离腐蚀环境，减少拆卸的不
便，移动灵活。
(5)操作条件对比操作条件对比见表1。 (6)常见故障对比分析常见故障对比分析见表2。
(7)实用价值比较实用价值比较见表3。
由表1、表2和表3可以看出，无密封自吸泵具有节能减排，维修少，可吸入粒径范围增大，拆卸方便，整体实用性价比较高。
(8)机械性能对比机械密封泵与无密封自吸泵机械性能见表4所示。
由两种泵的机械性能可以看出两种泵的各种运行参数完全吻合，采用无密封自吸泵代替机械密封泵完全能够满足生产需要，并且改造时将完全可以利用原有管线进行改造，简便易行。
三.经济效益和环保效益分析
原污水泵改造可利用原有的辅助管线，拆除原机泵，一次性投资除购机费用略高外，改造费用相当低廉。原污水泵的机械密封需要定期更换密封油、清理泄漏物和消耗大量的冷却水(同时作为污水外排)，运行周期不足一年，改造前机械密封消耗费用：
1)密封冷却水消耗量2m3／h(污水处理费用按12_3
表1操作条件对比
表2常见故障对比分析
表3实用价值比较
表4无密封自吸泵机械性能
元／t，密封水6元／t)，费用为：2×24×365×(6+12．3)=320 616元
2)年维修及机械密封配什费用5 000元
每年的使用费为：32．561 6万元。
作为洛阳石化PTA装置共有4台同样的污水泵，如果全部采用无密封自吸泵，年节约费用将达到百n元。同时还减少了大量的污水排放量。总之，无论从投资、运行费用、维护费用以及整体运行效果来看，利用无密封白吸泵优势明显，具有一定的节能降耗空间。
四．结论
无密封自吸泵作为新的输送设备，凭借其性能价格比已经逐步得到用户的认可，特别是在环保要求越来越高和能源日趋紧张的情况下，节约型液体输送泵将成为企业节能降耗的新宠，无密封自吸泵必将得到更为广泛的应用。在目前情况下，在满足无密封自吸泵使用性
能的条件下，建议对使用周期1i足一年的机械密封进行无密封自吸泵改造；住对新建装置进行机泵选型时，可以优先考虑选用配备无密封自吸泵。 通过对无密封自吸泵各种性能特点的综合分析可以看出，出于节能和减少维修角度考虑，对丁消防水、污水输送、河水灌溉、循环水输送等低温、有固体颗粒介质的输送，无密封自吸泵具有极大地推广应用空间，具有一定的社会和经济效益，应用前景广阔。
(来源：通用机械) |
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