摘要: 為解決屯蘭選煤廠渣漿泵密封性能差、轉排效率低、維修成本高的問題，嘗試采用機械密封技術對TZJD - 100 - 430 型渣漿泵進行密封。介紹了機械密封技術的技術原理、技術特點、常見故障及解決方案，并分析了機械密封技術在密封渣漿泵時的效果及其產生的效益。與傳統密封技術相比，機械密封技術密封效果更好，不僅有利于改善現場作業環境，還能有效解決設備故障率高、維護量大的問題。

　　關鍵詞: 渣漿泵; 機械密封技術; 密封性能; 作業環境; 故障率

　　屯蘭選煤廠于1997 年10 月建成投產，歷經多次技術改造，目前已成為原煤洗選能力為5. 0 Mt /a的礦井型煉焦煤選煤廠，主選工藝為無壓給料三產品重介質旋流器分選+ 浮選的聯合工藝。生產洗水按照環保要求，分段濃縮、凈化后循環使用，實現洗水一級閉路循環。該廠入選原煤為易選的焦煤，產品以10 級、9 級焦精煤為主，副產品以優質洗混煤為主，焦精煤供國內各大冶煉企業使用，洗混煤作為動力煤使用[1]。

　　屯蘭選煤廠生產洗水的轉排量約為1 600 m3 /h，二段尾煤回收系統濃縮料漿的轉排量約為400 m3 /h，生產洗水和料漿均采用4 /3E - HH 型轉排泵處理。

　　該泵沿用填料密封技術密封，存在密封性能差、轉排效率低、維修成本高等問題，直接影響泵的轉排效率和作業現場環境。近年來，隨著國外密封技術的引進和國內機械密封技術的發展、創新，國內機械密封技術已取得很大進步[2]。該技術具有高效、耐磨、維修簡單、密封效果好等特點，2012 年11 月屯蘭選煤廠嘗試對四臺TZJD - 100 - 430 型渣漿泵(煤泥壓濾機入料泵) 進行機械密封改造，取得了很好的效果。基于機械密封技術的成功應用，該廠于2013 年3 月分別對兩臺清水泵、兩臺循環水泵進行機械密封處理，截止目前，共完成了八臺轉排泵的機械密封改造。

　　1 存在問題及原因分析

　　屯蘭選煤廠的煤泥壓濾機入料泵選用4 /3E -HH 型渣漿泵( 流量Q = 108 m3 /h，揚程H =72 m) ，該泵采用填料密封，俗稱盤根。由于盤根的自動補償能力差，需要人工及時緊固、調整，但人工操作的隨意性大，主觀性強。如果盤根壓的過緊，泵運轉時盤根填料箱內會發熱、冒煙，影響軸套的使用壽命; 如果盤根壓的過松，由于其彈性形變的原因，料漿中的細粒矸石、介質易侵入其中，使盤根、軸套及其他軸封元件磨損加快，甚至使軸套失效，進而導致盤根密封出現滲漏問題。

　　據統計，該廠因盤根密封滲漏所致的渣漿泵故障率在80% 以上。就4 /3E - HH 型渣漿泵檢修統計結果來看，該型泵軸封盤根磨損較快，需要每4天維護或更換一次，每臺泵每年耗用盤根120 kg。此外，每年還需將其解體檢修2 ～ 3 次，更換高鉻合金軸套2 個，更換填料箱、副葉輪各1 次，更換軸承6 盤，所需檢修工時共計170 個，維護成本較高。另外，由于該型號泵盤根密封效果差，致使現場作業環境差，工作效率低，這些問題己成為制約屯蘭選煤廠正常生產的障礙[3]。為此，該廠嘗試對四臺TZJD - 100 - 430 型渣漿泵進行機械密封改造，取得了很好的效果。

　　2 機械密封技術

　　2. 1 技術原理

　　機械密封亦稱端面密封，屬于軸向平面密封，是由一對垂直于旋轉軸線且表面光潔、平直的密封端面相互貼合，并相互滑動而構成的密封裝置。機械密封技術原理如圖1 所示。

　　依靠彈性構件和密封介質的壓力，在旋轉動環與靜環的接觸表面或端面處產生適當的壓緊力，使兩個端面在流體壓力及補償機械外彈力的作用下緊密貼合，且端面間保持一層極薄的液膜，從而達到密封的目的[4]。

　　2. 2 技術特點

　　與盤根密封技術相比，機械密封技術具有如下特點: 密封狀態穩定、可靠，密封端面磨損后可自動補償，設備運行過程中泄漏量很小，粗略統計，機械密封泵的泄漏量一般僅為盤根密封泵的1 /100;機械密封部件使用壽命長，在油、水介質中一般可使用2 ～ 3 年，甚至更長時間; 軸或軸套基本無摩損，損耗功率小，機械密封設備的摩擦消耗功率僅為盤根密封的10% ～ 50%; 結構較復雜，加工制造要求高，安裝技術要求較高，一次性投資高[5]。

　　2. 3 常見故障與解決方案

　　(1) 應用機械密封技術過程中，泵轉子軸向竄動量大，輔助密封與軸的過盈量大，動環不能在軸上靈活移動，動、靜環在滑動端面磨損后得不到補償位移，這些問題是機械密封中常見的問題。為解決此類問題，泵軸向竄動量要小于0. 1 mm，輔助密封與軸配合要適當，在保證徑向密封良好的同時要保證動環裝配后能在軸上靈活移動[6]。

　　(2) 為解決密封面干摩擦而造成密封端面被拉毛的問題，應使冷卻室潤滑液液面高于動、靜環密封端面。冷卻水無需壓力，流量小，但不能停止供應，否則機械密封裝置會被燒毀[7]。實現軸封冷卻水的自動控制將是機械密封技術下一步研究的重點。

　　(3) 汽蝕、泵轉子周期性振動、軸承受損都會縮短密封件的使用壽命，并導致料漿滲漏。針對此類問題，應根據鉗工維修標準逐項檢查，及時解決管路與閥件的滲漏問題，并加強軸承組件的潤滑及軸承的計劃性檢修，確保葉輪與主軸運轉平穩，以延長密封件的使用壽命[8]。

　　(4) 轉排料漿中的弱酸性、弱堿性料漿對橡膠密封件的腐蝕作用較強，受腐蝕作用的長期影響，橡膠密封件會腐爛而失去作用，導致泵的動、靜環輔助密封失效。為此，應根據轉排料漿的酸堿性選用不同的橡膠密封件，腐蝕性料漿要選用耐弱酸、弱堿的氟橡膠密封件。

　　3 應用效果及效益分析

　　機械密封技術在TZJD-100-430 型渣漿泵密封中的成功應用，為該廠其他轉排泵的密封處理提供了新途徑。

　　TZJD-100-430型渣漿泵密封改造后，工作壓力由原來的0.6 MPa 提高到現在的0.7 MPa，轉排效率提高了16個百分點，累計運行時間延長至6000 h，密封組件、軸承組件使用正常，跑、冒、滴、漏問題得到根除，現場作業環境大大改善。2013年采用機械密封技術改造前后，單臺TZJD-100-430型渣漿泵的材料消耗情況如表1 所示。

　　由表1可知: 采用機械密封技術改造后，ZJD-100-430 型渣漿泵每年能節約很多材料，此外，由于該泵軸封無泄露，工作效率提高了16 個百分點，檢修工時節省了160 h /a。按目前市場價格估算，密封改造后每臺ZJD-100-430 型渣漿泵每年可節約3. 1 萬元的材料費，經濟效益可觀。機械密封技術無需盤根，轉排效率高，使用壽命長，軸套無磨損，泵軸無滲漏，該技術的成功應用有效解決了長期困擾屯蘭選煤廠正常生產的泵軸泄露難題，現場作業環境得到根本性地改善，為企業貫徹ISO14001 環境標準提供了技術保證[9-10]。

　　4 結語

　　采用機械密封技術對ZJD-100-430 型渣漿泵進行密封，密封效果明顯，轉排效率高，不僅能夠克服填料密封技術的缺陷，還能改善現場作業環境。作為原能源部推廣的科技成果———機械密封技術，尤其是雙端面機械密封+ 副葉輪組合式密封技術的應用效果良好，經濟效益顯著，為選煤廠解決轉排泵泄露的問題找到了有效的新途徑，應用前景廣闊。

　　參考文獻:

　　[1] 吳式瑜，岳盛云. 選煤基本知識[M] . 北京: 煤炭工業出版社，2003: 266 - 276.

　　[2] 王金官. KM300 /2000 型壓濾機在成莊選煤廠的應用[J] . 煤質技術，2007 (2) : 57 - 59.

　　[3] 胡志東，蒲建國. 孔莊選煤廠工藝系統改造實踐[J] . 潔凈煤技術，2012 (1) .

　　[4] 劉光昭. 小河溝選煤廠煤泥水系統改造實踐[J] .潔凈煤技術，2011 (3) .

　　[5] 王立龍. 沉降過濾式離心脫水機在望峰崗選煤廠的應用[J] . 潔凈煤技術，2012 (5) : 31 - 34

　　[6] 張春輝. 呂梁山煤電公司選煤廠技術改造[J] . 中國煤炭，2011 (7) .

　　[7] 于剛，張翠艷，王泉.新型帶式壓濾機在煤泥壓濾生產中的應用[J] . 煤質技術，2007 (2) 54 -56.

　　[8] 王正書，周學東. 粗煤泥分選工藝在安家嶺選煤廠的應用[J] . 潔凈煤技術，2012 (3) : 7 - 9.

　　[9] 于進喜，劉文禮，姚嘉胤，等. 粗煤泥分選設備及其特點對比分析[J] . 煤炭科學技術，2010，38(7) : 114 - 117.

　　[10] 韓恒旺，李炳才，訾濤，等. 粗煤泥分選設備及分選工藝研究[J] . 潔凈煤技術，2011 (2) : 12 -14.

更多機械密封件信息歡迎訪問進口密封件公司奧賽羅密封，咨詢電話：0311-87316999。奧賽羅密封誠招代理商。othello密封