振动对送水泵站水泵机械密封性能影响探究

《振动对送水泵站水泵机械密封性能影响探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、振动对送水泵站水泵机械密封性能影响探究摘要：本文主要针对在水泵站广泛应用的水泵机械密封应用，从水泵构造和外部运行环境方向，分析四种振源对水泵机械密封性能的影响并提出相应对策，对送水泵站水泵的稳定运行，具有现实的经济和安全意义。关键词：振动机械密封性能影响水泵漏水的原因是多种多样，主要是因为机械密封漏水，机械密封也称端面密封，其中有一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下，依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合，并且相对滑动，从而来防止流体的泄露。机械密封由于具有泄漏量低及不须日常维护的特点，目前

2、在各工业领域广泛取代了压盖软填料密封。在送水泵站，对于转动轴的密封，机械密封是最为通用的密封类型，在水泵等转动机械设备上应得到大量应用。水泵是送水泵站主要辅助机械设备，而振动是送水泵站水泵等机械设备的主要危害之一。过度的振动势必降低机械设备寿命，因此对水泵健康运行非常重要的一点，是对各种振源的振幅和频率做出正确的评估，以判断这些振动对水泵机械密封性能的影响，并进而采取相应的对策。对水泵机械密封性能有影响的振动，从水泵构造本身和外部运行环境方向来分析，其振源对性能影响及相关对策可以归纳为以下的四个方面。一、水泵的基本构

3、造部件引起的振动水泵的基本构造部件是由五部分组成的，分别是：叶轮,泵体，泵轴，轴承，机械密封，并通过外部动力如电机、汽轮机或燃气轮机驱动。转动部件不平衡、叶轮与转动轴不同心、轴承缺陷、转子制作质量粗糙、叶片及轴上其他部件组装不良引起松动等任何一个或几个原因组合都可能导致水泵泵轴的振动。装在泵轴上的机械密封在运行过程中经受着不同的振动频率，低时可能在水泵的转速以下，最高则可能达到每秒数千次。通过振动监测装置可以测得上述不同振源的单个振动频率是不同的，若振动频率刚好与机械密封弹性元件中的弹簧或波纹管的固有频率相吻合，则机

4、械密封会出现异常磨损或疲劳损伤。当然，造成这种损伤还可以有其他因素，目前还没有充分的数据支持将其完全归结为机械密封的振动而造成的。要避免共振的产生，在机械密封的设计时必须保证可预测的共振频率不要与激励频率重合，并应采取可靠的减振措施；设计的临界转速不能与工作转速太过接近而存在引起共振产生的因素；在正常的运行状态下，安装误差应减至最小，因为这些误差会导致机械密封弹簧装置的位移；转子也要求要达到充分平衡。垂直安装的轴，轴上的滚动轴承承受的载荷应足以使滚动件打滑的可能性减至最小。二、由于水泵机械密封制造和安装原因产生的振动

5、机械密封动静二个部件之间的密封端面贴合度如何不仅影响到密封效果，更影响到密封的运行稳定性和使用寿命。水泵机械密封的密封端面如果不能保证很好的贴合性，那么机械密封的稳定性就会受到影响，其影响的程度不仅取决于机械密封的具体结构，也取决于机械密封的运行参数。机械密封转动部件每旋转一周，其补偿环都要作相应的运动以保证密封端面贴合性。与作用在辅助密封上的效果相类似，特别对于滑动辅助密封件如0形圈等，在制造及安装过程中应将密封上的载荷将沿圆周均匀分布，防止不受载荷或受载荷较轻的一侧发生液体泄漏，而受载荷的一侧却发生过度磨损。泄露

6、会使流体中的磨粒渗到断面液膜中，从而加速密封端面的磨损，并最终使密封失效。密封件在加工过程和设计过程中要尽量减少不平衡因素，例如单弹簧就会造成不平衡。尤其在制造粗糙或密封件传递的动力具有尾随脉冲情况时，更需要注意不平衡问题。采用内装式机械密封时，作用在机械密封上的另一种力常常是由泵送介质的自循环造成的。为确保机械密封性能，应设计成为自循环流体从两密封端面的外测流过。一旦流量过大，作用在密封环上的压力也可能会使密封端面错位从而影响到密封效果。为减轻振动的影响，可采用使自循环的流体由切向入口，或者使自循环流体沿密封四周流

7、动。如果实际情况允许，循环流量可以通过密封腔内衬套的配合间隙加以控制，或者将密封腔内的吸入管和排出管反接，使流向改变而形成逆循环。三、水泵在正常运行和受到扰动情况下运行时所产生的振动水泵在运行时，其转子及机械密封会受到液力振动产生的影响。当水泵的流量发生变化时，叶轮入口处流体流动包括轴向与径向二方面的稳定性都会产生波动。若水泵不是在最佳效率下运行，叶轮入口及扩压管处的流体压头就可能会增大；低于或高于最佳效率点的流量时，则可能产生气蚀现象。水泵入口处介质的流动还会受到水泵内介质自循环的干扰，一旦出现磨损，流过内部缝隙的

8、流量就会增加，对入口处介质流动的干扰也会增大。当水泵在非满负荷工况下运行时，叶轮上的径向力就会增大并会传递到机械密封上，转子系统的机械振动及作用在密封上的压力状况的变化所引起的振动的振幅与频率都是随机的。所以，在设计系统和选择水泵时，应尽量避开非满负荷运行状态，使其在接近最高效率的状态下运行，并保证水泵在负压情况下工作稳定。水泵的叶轮直径较大时