新疆钢铁总79期关于水泵三种密封方式的分析克军（新疆八一钢铁集团有限责任公司炼铁分公司）和分析。

　　1前言目前八钢炼铁分公司高炉分厂运行水泵的密封方式主要有三种，即盘梗密封、机械密封、CMS2000填料密封这三种水泵密封方式各有其特点，笔者就现场工作的实践经验，对这三种密封方式进行对比分析，以供同行2盘梗密封常用盘梗填料密封是通过盘梗压盖施于轴向压力，使得盘梗径向产生扩张压力，并紧紧包在轴套上，从而形成密封，在盘梗之间有一分水环与泵壳体相通，用于通入冷却水，其作用是冷却盘梗和轴套，防止盘梗因磨擦发热而烧损，起到以水润滑的作甩目前，高炉分厂水泵密封选用的盘梗为含石墨的碳纤维盘梗，这种盘梗因含石墨可以相应减少磨擦，质地较为优良，使用效果比普通碳纤维盘梗和牛油盘梗好，而且安装简单维修劳动强度较低；因为无须将水泵解体，便可以切割填料重新进行安装，对技术要求不太高这种密封方式存在的缺点是：（1）因在填料之间有一个不易取出的分水环，在更换填料时，只能更换分水环外侧填料却无法更换其内侧填料随着使用时间的延长，分水环被轴向压力逐步压入填料底部，使得分水环与冷却水通道形成错位，无法形成冷却作用，填料处于非正常使用状态，加剧了填料与轴套的磨损，使得填料密封处于恶性循环状态（如所示）；（2）使用盘梗密封，由于填料是静止的，轴套是伴随轴做高速旋转，盘梗与轴套之间产生相对磨擦，为了减少磨擦并把磨擦热带走，因此必须要有一定量的泄漏，即2th30滴汾钟为宜，但由于漏水之缘故，轴套、轴套背帽和轴长期被水浸泡，极易生锈粘死而无法拆卸，有时甚至致使轴等备件报废，给维修工作带来相当的难度。由于盘梗压盖的轴向压力使盘梗紧紧包在轴套上，产生很大的磨擦，运行过程中需要10~15的轴功率来克服这种有害磨擦，这种有害磨擦对轴套的磨损亦相当严重，每两个月就要更换轴套，这种磨损使得漏水日趋严重，泄漏的水进入轴承座中，导致轴承因润滑不良使用寿命大为降低3机械密封机械密封的原理是金属密封，由固定轴套的动环密封圈、密封腔中的静环密封圈与主密封端面三处密封部位组成密封系统这种密封方式对端面之间的表面粗糙度和平面度要求均非常高。在水泵运行的过程中，静环密封圈与动密封圈之间的端面间隙因有补偿机构可以调整，使两个端面间隙很小，使得有相互运动的两个端面之间处于边界润滑和半流体润滑状态，从而达到密封的效果。

　　这种密封方式泄漏量相当小，可以忽略不计，亦无冷却水，因此大大节约了水资源；使用周期长，一般可以达到一年以上，对轴功率的损耗亦很小，仅是盘梗密封的20~30，即为总功率的2~4.5；无需经常性调整，金属端面密封使得机械密封具有榧虽的抗震动缓冲能力；同时它的适用性很广，可以适用于高温、高压高速等环境，可以表现出良好的性能在生产实践中发现，这种密封方式也存在着一些缺点：机械密封机构很复杂，且是环状零件；安装时技术要求很高；检修时必须对水泵解体才能进行，使得检修工作量大为增加；机械密封零配件的机械制造加工工艺亦因其工艺技术要求非常高而非常繁琐复杂，使得机械密封的成套造价很高，一套一般都在万元左右因此这种密封方式没有得到广泛应甩4CMS2000填料密封CMS2000填料有黑色和白色两种，我厂使用的填料为黑色，黑色CMS2000填料是由纯合成的KEVLAR纤维，高纯度的石墨，PTEE有机密封剂等四种不同的材料混合组成的一种胶泥状物质，具有很强的可塑性CMS2000填料密封工作原理：在轴的运动过程中，CMS2000填料由于分子间引力极小，可以紧紧缠绕在轴套上，并随着轴套作同步旋转，形成一个“旋转层”，此“旋转层”与轴套保持相对静止，有效避免了轴套的磨损，保护了轴套随着“旋转层”的直径逐步增大，轴对纤维的缠绕能力将逐步减弱（这是因为轴的扭力是一定的，随着力矩的增加，扭矩将逐步下降的结果），其余填料则与填料腔保持相对静止，形成一个“不动层”。这样在CMS2000填料中间形成一个剪切分层面，而不在填料与轴套之间，从而达胶泥状物质，分子间作用力很小，其磨损力很小，因此对轴功率损耗很小，只有盘梗密封的2左右，即是轴功率的3，大大降低了电耗，提高了水泵的效率“旋转层”紧紧缠绕在轴套上，与轴套保持相对静止，对轴套起到了保护作用，不会产生磨损现象，密封能力很强，没有泄漏现象，亦无需用冷却水冷却，这样便可以节约水资源；（2）CMS2000可以实现不停机在线修复，当CMS2000有泄漏需要维修时，可以直接从安装注入口向填料腔中注入一部分新的CMS2000即可，这样大大降低了维修工作量，即使轴套有一些磨损，但是由于是环状磨损，因CMS2000具有很强的可塑性，使得旋转层始终能紧紧包在轴套上，与轴套保持相对静止，从而达到密封效果这是前两种密封无法做到的。

　　5经济运行分析比较CMS2000密封使得设备运行周期大大延长，甚至数年都无需进行较大的检修，不仅降低了劳动强度，减少了事故的发生，同时经济效益随着使用时间延长则更加明显笔者以12SH9A型水泵为例对盘梗填料密封和CMS2000填料密封这两种密封方式按一年计（除去人工费）进行了计算比较分析。

　　型号：产地：兰州水泵厂配用电机功率：155kW.z效率：83轴套直径：80mm泵壳填料孔径112mm盘梗单价230元/kg工作压力：0.4MPa工作介质：水扬程：49m石墨碳纤维盘梗道数：7道（里端有一个分水环）盘梗冷却自来水注入压力：0.4MPa工作温度<4夂年工作时间：8000小时更换盘梗和轴套周期：两个月除去人工费用所产生的主要费用轴套单价：460元件轴功率损耗按10计电费：0.冷却水流失、泄漏：700m3年盘梗的年更换费用：一次更换量X年更换次数X盘梗单价=1kg/欠X6次K230元/kg=1380元电能的损失费：电机功率X年工作时间X功率损耗X电耗单价=115.6（kW）X8000fiX1（X0.27元/kW*h=24969.6元水流的损失费：（冷却水年流失、泄漏量）X水费新疆钢铁总79期轴套的损失费：每次更换轴套件数X年更换次数X轴套单价=2（件欣）< 6次K元一年合计损失费用为盘梗的年更换费用+电能损失费+水流损失费+轴套损失费=32191.6元CMS2000单价：6元/ml，―年所要补充的CMS2000填料按水泵中已有总量的计算，即年消耗系数为1.01电耗按计算，作业时间按8000小时计算水泵的单个填料腔容积为：填料腔的容积一一轴套和轴所占的容积=（泵壳填料孔径2-轴径2）X（n由于填料两侧各一圈盘梗，没有了分水环，故深年使用CMS2000填料费用为：水泵的单个填料腔容积X填料腔数X年消耗系数XCMS2000单年工作时间X功率损一年主要损耗费用共计：年使用CMS2000填料费用+电能损失费+轴套费用=14022.44元一年较盘梗密封损耗费用降低：32191.从以上数据可以看出一台12SH-9水泵一年时间运行可以大幅度降低损耗18169.16元，尤其是电能损耗大幅度下降，有效地保障生产节能降耗6结束语综上所述，CMS2000填料密封的使用可明显降低电耗水耗备件损耗设备损耗，降低了检修维护劳动强度，因此也降低了事故发生率在生产中十分经济实用，具有很高的推广（上接第34页）5结束语石灰厂自投产以来，通过不断摸索、学习和积累，确定出了较为合理的工艺参数，逐步完善了对工序质量的控制，形成了系统的质量管理体系，保证了生产顺利有序的进行通过生产实践，笔者认为还存在一些问题需要进行改进：（1）目前停窑清理窑皮的时间较为频繁，几乎每7~8天停窑清理一次由于回转窑停窑需要12小时的降温冷却，对作业率影响较大，另外对结窑皮的操作机理还没有完全掌握除尘器处理烟气量超标3-4倍，过滤风速高达0.033m/s（―般应为0. 017m/s），反吹时过滤风速高达0.040m/s除尘器无法使用，对环境造成严重污染。对此八钢决定投资400万元进行投资改造（3）石灰石年设计能力10万t随着八钢生产的发展，对石灰的年需求量已增长至14万t左右国内用回转窑生产活性石灰的企业，为使窑尾高温余热工艺本身能够回收，在窑尾都有预热器装置，使入窑的石灰石可预热到800*C，生产能力比没有预热器装置的高1.5~ 2倍，从而能耗降低一半，劳动生产率大大提高，将来在有条件情况下可实施此项技术改造，既可提高经济技术指标，同时也可满足八钢生产所需。