乳液输送设备机械密封失效分析及改进研究

摘要

机械密封可以应用于高温、低温、高压、真空、高速的苛刻生产条件，以及含有强腐蚀性、微小颗粒介质的恶劣环境的密封，也具有泄漏量很少、密封寿命较长、使用平稳故障少，摩擦小节约能源等优点。所以目前化工行业中90％以上的化工泵、压缩机、反应釜、搅拌器等旋转设备都是采用机械密封。
　　在乳液工厂投入运转的前两年中，机械密封失效导致设备故障和停车维修次数较多，造成了乳液工厂过高的设备维修成本和过低的设备使用率。所以需要加强对机械密封失效的分析和研究，改进机械密封的可靠性和寿命，提高工厂的生产安全和经济效益。
　　针对乳液工厂介质高温，含有微小颗粒和易腐蚀的催化剂的工艺特点，近半数的密封采用双端面机械密封。本文的目的是结合乳液工厂的工艺特点来研究双端面机械密封的失效形式，并以两类核心设备的损坏案例为基础进行了机械密封失效模式分析、计算、改进的工作。展示如何对故障机械密封进行失效原因分析，通过理论计算方法来设计改进方案;如何调整辅助系统，使旋转设备长周期平稳的运转。
　　机械密封通过辅助系统可以改进密封面的工作环境，控制机械密封在合理的温度范围内工作;辅助系统中高压力的冲洗液可防止物料颗粒腐蚀和气蚀损坏密封端面，通过流体替代实现对密封毒易燃介质的零泄漏。密封辅助系统主要是通过密封液的压力与流量来实现其功能。
　　在工程实践中应遵循API682标准结合现场的介质条件，合理选择辅助系统。本文介绍了双端面机械密封的几种典型的辅助系统的应用，提供的案例也展示了机械密封辅助系统配置中如何控制流量、温度和压力等方法，如何实现对机械密封的工作状态的监控和失效预防。

目录

声明

摘要

第一章 概述

1．1 研究背景

1．2 机械密封基本结构

1．3 国内外技术、研究现状和发展趋势

1．3．1 国内外技术现状

1．3．2 国内外研究现状

1．3．3 机械密封的发展趋势

1．4 本文研究目的和内容

第二章 乳液输送设备机械密封特点

2．1 工艺特点与密封要求

2．2 主要密封技术分析

2．2．1 密封面表面改形技术

2．2．2 多端面机械密封技术

2．2．3 机械密封辅助系统

2．3 密封标准与辅助系统配置

2．3．1 机械密封的标准

2．3．2 辅助系统标准

2．3．3 冲洗系统选择

第三章 乳液输送设备机械密封失效分析

3．1 机械密封失效分析方法

3．2 双端面机械密封故障部件分析

3．3 双端面机封磨损失效机理分析

3．3．1 端面的磨损形式

3．3．2 端面摩擦成因分析

3．4 典型的泄漏失效原因分析

3．4．1 泄漏失效原因统计

3．4．2 失效原因与设备工况

3．4．3 失效原因与辅助系统

第四章 动态混合器机械密封的改进研究

4．1 混合器机械密封系统

4．1．1 混合器密封要求

4．1．2 机械密封系统选择

4．2 密封故障及失效原因分析

4．2．1 故障现象分析

4．2．2 机械密封的工况分析

4．2．3 机封冲洗参数计算与改进研究

4．3 改进措施及效果验证

第五章 水环真空泵机械密封的改进研究

5．1 水环泵特点及机械密封型式

5．2 故障现象和失效机理分析

5．2．1 故障现象分析

5．2．2 失效分析和初步改进

5．3 密封冲洗失效分析与改进

5．4 密封相变失效分析与改进

5．5 研究改进效果验证

第六章 提高乳液工厂密封可靠性与实践成果

6．1 提高机械密封可靠性

6．2 改进机械密封的实践成果

第七章 总结与展望

7．1 研究总结

7．2 展望

参考文献

附录：在读硕士期间发表的论文

致谢