熱水泵

高壓水泵的制造工藝要求較高，主要體現(xiàn)在對(duì)介質(zhì)的溫度和壓力方面。需要介質(zhì)的溫度和壓力達(dá)到一定條件之后才能夠滿足高壓熱水泵的工藝需要，通常需要介質(zhì)的溫度穩(wěn)定在200℃到280℃之間，在此溫度上介質(zhì)的液體形態(tài)所承受的壓力需要穩(wěn)定在2MPa到5MPa之間。另外，在較高的壓力會(huì)使得端面的摩擦力大幅增加，特別是在熱水泵啟動(dòng)瞬間，這期間摩擦力達(dá)到最大，所以在進(jìn)行水泵的內(nèi)部部件承受摩擦力強(qiáng)度也有較高要求高壓熱水泵的密封結(jié)構(gòu)很容易受溫度變化而影響在高壓熱水泵的正常運(yùn)行過程中，端面會(huì)發(fā)出熱量，其熱量的產(chǎn)生隨端口的規(guī)格增大而增多，然而這種介質(zhì)非常容易氣化，當(dāng)溫度升高時(shí)，介質(zhì)的飽和飽和蒸氣壓也會(huì)隨之增高，但由于介質(zhì)所能承受的輸送壓力只有一定數(shù)值，如若熱能沒有能夠散發(fā)出去，會(huì)導(dǎo)致密封內(nèi)部整體溫度增高，然后使介質(zhì)飽和蒸汽壓力超過所能承受數(shù)值，最終介質(zhì)老化，密封失效，密封面的變形程度很難操控。由于密封大小受限于熱水泵的大小，其尺寸不能有偏差，因此只能在較小的范圍內(nèi)把握變形的尺度而且密封面的變形程度會(huì)在多個(gè)方面受到影響，例如：大小、形態(tài)以及溫度等許多細(xì)小的密封面的變形都會(huì)造成水類物質(zhì)的流失，進(jìn)而導(dǎo)致高壓熱水泵受到損壞這就需要在進(jìn)行密封設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮其大小與形態(tài)面對(duì)這些問題，對(duì)其進(jìn)行研究探討，提出了以下幾條建議：

一，在進(jìn)行密封設(shè)計(jì)時(shí)，其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度一定要足夠穩(wěn)定并且傳動(dòng)頂絲等構(gòu)造的尺寸以及數(shù)目要結(jié)合密封面來進(jìn)行設(shè)計(jì)，要確保在高壓情況下，構(gòu)件組成不會(huì)被損壞；

二，密封面在進(jìn)行摩擦?xí)r，要盡快把熱氣散發(fā)出去水類物質(zhì)的沖洗方法一般為API23，可以使用熱換器進(jìn)而使水泵內(nèi)部的溫度下降，并且其內(nèi)部空間要增大，以促進(jìn)散熱；

三，不可移動(dòng)面需經(jīng)常檢驗(yàn)與改進(jìn)。由于不可移動(dòng)面的形態(tài)與尺寸都會(huì)影響到密封面的形變，而當(dāng)今的技術(shù)水平得到提升，對(duì)該類結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的程序增多。所以，采用這些程序?qū)Σ豢梢苿?dòng)面進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出最佳方案。

1、密封材料的選擇

首先，密封表面的材料要把石墨和固體SIC結(jié)合使用，并且表面不宜鍍層。

現(xiàn)今，研究制成了一種新穎的材料，它是把石墨注入SCI中。這種材料的熱傳導(dǎo)性能較好，受到大多數(shù)設(shè)計(jì)人員的喜愛；其次，密封材料具有彈性的物質(zhì)，如：-【CH₂-CH（CH₃CH₂CH₃）】-n，這種物質(zhì)不僅具有較好的彈性，而且它能承受的最高溫度為140攝氏度在使用該材料需要注意的是，千萬不能在其表面涂抹石油等潤滑物質(zhì)，因?yàn)樵擃愇镔|(zhì)會(huì)對(duì)-【CH₂-CH（CH₃CH₂CH₃）】-n造成損壞如若可承受溫度要更高，那就可以采用全氟醚橡膠等物質(zhì)。通常來說，最好采用冷卻的水來進(jìn)行密封，這可以增長密封面的使用年限；最后，是金屬配件的選擇最好的材料應(yīng)當(dāng)是316級(jí)不銹鋼，但考慮到不銹鋼物質(zhì)會(huì)被氯化物質(zhì)腐蝕損壞，所以盡量不要使用不銹鋼類的材料

2、機(jī)械密封的選擇

一，如若密封的環(huán)境處于正負(fù)壓之間，則需采用具有較好的穩(wěn)定性能的0性圈，這類密封方法可以兼顧到多方面；

二，考慮到安裝以及使用的便捷，并且在運(yùn)行時(shí)會(huì)隨著溫度的改變而改變，則采用桶式密封裝置如若沒有安裝自行調(diào)整地裝置，其筒裝部分就不要采用靜密封的安裝方法；

三，若高壓熱水泵的內(nèi)部裝有襯套，則需使用定制的活動(dòng)型密封法該類方法一般是用在鍋爐等較為復(fù)雜的熱水泵中；

四，若內(nèi)部的壓強(qiáng)大于3.1MaP，則需采用高壓法這種方法能讓密封構(gòu)造更具穩(wěn)定性，有助于保持密封面的形狀以及固定彈性物質(zhì)。

五，若內(nèi)部的壓強(qiáng)會(huì)隨著正負(fù)壓的變化而變化時(shí)，需采用分離法，并且將軸襯放置于密封口的附近有利于葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)其放置地若是負(fù)壓，就可進(jìn)行反向安裝通常來說，在高溫水的環(huán)境下需進(jìn)行雙向密封；

六，不能采用靜金屬密封的方法，因?yàn)樵擃惙椒ㄔ谶M(jìn)行沖洗流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的溫度變化會(huì)造成密封表面的損壞。

本次研究選用的是型號(hào)為P-8io2n/B/s的高壓熱水泵，它采用的介質(zhì)為高溫水，水的溫度為237攝氏度。并且轉(zhuǎn)軸的直徑為65厘米，進(jìn)入時(shí)的壓強(qiáng)為1. 25MPa，流出時(shí)的壓強(qiáng)為1. 85MPa，轉(zhuǎn)數(shù)為2875r/min。這種熱水泵是某個(gè)石化公司的先進(jìn)設(shè)備，作用效果較好它關(guān)系到公司的產(chǎn)品生產(chǎn)，所以在進(jìn)行熱水泵的安裝設(shè)計(jì)時(shí)，一定要嚴(yán)格把關(guān)。該類水泵使用的密封方法為單向密封，其密封工作要確保安全可靠它原先使用的密封裝置是原配的裝置，其效果不太好，并且售貨的商家服務(wù)態(tài)度不好，不會(huì)讓買方試用，價(jià)格又高，交貨時(shí)間偏長，時(shí)間在六個(gè)月以上。公司對(duì)這一問題也很頭疼在進(jìn)行研究分析之后，對(duì)水泵的設(shè)計(jì)進(jìn)行了更改，設(shè)計(jì)圖如下：

該種方式采用的可移動(dòng)面的材料是優(yōu)良的浸礙石墨，不可移動(dòng)面的材料為SiC，起輔助作用的O形圈的材料為-【CF2=CF2-】n-聚四氟乙烯），它是根據(jù)水這種容易蒸發(fā)的物質(zhì)研發(fā)出夾的，其平衡度較大。除此之外，考慮到水類物質(zhì)具有較為容易氣化的性質(zhì)，在密封的可移動(dòng)面增設(shè)了流體動(dòng)壓槽設(shè)備該類設(shè)備有助于水類物質(zhì)能有效的對(duì)密封面起到潤滑作用，進(jìn)而提升機(jī)械密封的作用效果以及延長其使用年限。由此再對(duì)密封面進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，做出最后的調(diào)整之后，其形態(tài)與大小達(dá)到最佳狀態(tài)最后，在進(jìn)行產(chǎn)品的制作時(shí)，在有效時(shí)間內(nèi)對(duì)可移動(dòng)面進(jìn)行處理，從而解除應(yīng)力的不良作用。同時(shí)在運(yùn)行使用前對(duì)各種功能進(jìn)行檢驗(yàn)，確保沒有問題之后，再大量推廣運(yùn)行而在運(yùn)行之后，其作用效果顯著性能有所提高，使用年限也增加了兩年，并且節(jié)省了大量資源如若有故障出現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行修護(hù)的時(shí)間減少、成本有所降低，確保設(shè)施的安全使用。