渣浆泵盘根套密封技术的研发与应用

　　摘 要: 介绍了渣浆泵盘根套密封技术的研制及应用过程，有效地提高了渣浆泵的运行效率，减少了气蚀对泵体部件的磨损，提高了水泵的使用寿命，同时减少了轴承损坏事故，减轻了职工的劳动强度。对渣浆泵密封技术的提高有良好的促进作用，具有较高的经济效益和推广应用价值。

　　关键词: 渣浆泵; 盘根套密封; 研制; 应用

　　0 引言

　　屯兰选煤厂属于特大型炼焦煤选煤厂，设计生产能力为 5. 0 × 106 t /a。主选采用无压给料三产品重介质旋流器分选与尾煤浓缩浮选的联合工艺。入选原煤全部来自于屯兰矿井。重介洗选过程中所用的转排泵全部为 ZJ 系列渣浆泵，其轴端密封为副叶轮+ 盘根，盘根采用的材料为牛油煮石棉盘根。

　　在使用过程中，由于渣浆泵工作压力较大，副叶轮受填料箱直径限制，形成的负压压力较低，导致物料进入轴端，而石棉盘根由于其自身密封性较差，加之使用过程中油脂与物料混合形成油泥，对盘根套及填料箱造成磨损，满足不了滴水不成线的密封要求。通过频繁更换盘根，可保持一个班左右的密封效果，随之出现漏料现象。如若盘根套及填料箱磨损，通过更换盘根也达不到较好的密封效果，只能通过大修水泵进行更换相应的盘根套。据统计，造成盘根套磨损的周期平均在三个月左右，则需对盘根套进行更换，而水泵正常使用检修周期为两年。

　　由于盘根频繁漏料，漏出的物料由于下方的接料槽排料孔过小，造成堵塞，接料槽内煤介通过轴承体O 型圈进入轴承箱，污染润滑油，导致轴承损坏，严重时会出现渣浆泵轴承抱死事故，对清洁生产造成巨大的影响[ 1] 。

　　1 目前市场主流密封方式试验比较[ 2- 7]

　　1. 1 新型耐磨软橡胶盘根

　　软橡胶盘根能够有效地弥补牛油煮石棉盘根密封性差这一特点，同时柔软性能够满足磨损要求。根据所用泵型号购进橡胶盘根安装使用后， 仍存在漏料现象，与石棉盘根相比较，密封效果有所提高，但其费用较高，对盘根套及填料箱公差度要求较高，加之橡胶膨胀系数较低，经咨询厂家，若达到其不漏料的使用效果，需对盘根套及填料箱全部进行更换并保证不能有磨损现象。

　　渣浆泵使用时间较长，对盘根套及填料箱全部进行更换费用较大，不符合连续生产需要，而且渣浆泵输送物料为煤泥介质，无法保证其使用环境，故橡胶盘根不适合现场使用。

　　1. 2 机械密封橡胶盘根

　　用机械密封替换现有填料箱、副叶轮及盘根、盘根套，其工作原理为: 由一对垂直于旋转轴线且表面光洁而平直密封的端面相互贴合，并作相互滑动构成密封装置。它是靠弹性构件和密封介质的压力，在旋转的动环与静环的接触表面或端面产生适当的压紧力，使这两个端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下紧密贴合，端面间维持一层极薄的液膜，从而达到密封的目的。该端面依赖辅助密封的配合与另一端面保持贴合，并相对滑动，从而防止物料泄漏。

　　现场安装试验表明，机械密封的密封性能较好，基本能够实现不漏料。但在安装过程中，对水泵轴承体有较高要求，轴向跳动、窜动量均必须小于0.1 mm，否则导致辅助密封与轴的过盈量大，动环不能在轴上灵活移动， 动、 静环在滑动端面磨损后，因得不到补偿位移而出现漏料现象。使用过程中必须配备相应的密封面冷却水，冷却水无压、 微流量，但不能中断，否则会烧毁机械密封。使用机械密封成本费用较高，厂房内的渣浆泵使用时间长，无法保证其轴向窜动，故不适合现场使用。

　　2 盘根套密封技术

　　2. 1 研究的主要内容及设计思路

　　使用“耐磨尼龙轴套 + 副叶轮”方式进行密封。利用耐磨尼龙材料加工一个环形轴套，通过精确公差配合替代盘根进行密封。

　　水泵在运转过程中，由于轴与轴套间属于间隙配合，因此轴套基本处于转动状态。基于此考虑，对渣浆泵现有的密封方式进行了优化改造: 用耐磨尼龙材料加工一个环形轴套( 图 1) ，并在环形轴套内圈两端4 mm 处开密封槽为 5 mm，密封槽内放置密封圈。通过环形轴套加工时的精确公差配合，使其与轴套间的公差配合控制在 ± 0.1 mm 之间，如此小的间隙配合副叶轮的负压，能够满足密封物料的要求。

　　考虑到水泵密封为带摩擦的动静密封，通过综合试验，选用耐磨尼龙材料。

　　2. 2 现场安装试验与应用情况

　　安装泵时，将加工好的内置密封圈的环形轴套套在盘根套上并压紧即可。

　　初步制作完成后，利用检修间试车平台点车方式对轴套及填料箱之间的距离进行了现场试验，未出现摩擦碰撞现象，盘根套公差范围均符合设计图中尺寸要求。

　　通过现场安装试验，渣浆泵密封性能较好，基本能够达到不漏料的效果，且在运行过程中未出现摩擦发热现象，达到了设计、使用要求。同时，此项改造投入费用较少，对泵使用工况要求较低，环形轴套可根据同类型泵基本尺寸进行批量加工，通用性较好。

　　3 应用效果及效益分析

　　研制该系列渣浆泵时，综合应用了国内外同类产品的优点并加以创新，采用“耐磨尼龙盘根套 +副叶轮”密封方式，代替传统的填料密封，具有运行可靠、高效节能、 维修周期长等特点。实际累计运行近 6 000 h，基本做到了滴水不漏，密封组件、轴承组件均使用正常，现场作业环境大为改善。

　　基于上述研制的成功经验，在 2016 年 5 月分别对重介系统三台煤泥介质泵及加压系统五台入料泵进行改造安装使用。与改造前 150ZL-I- 50 型填料密封渣浆 泵相比， 每年节省工时近 170 个，约计3 400元。每台泵年节省盘根 120 kg，高铬合金轴套2 个，填料箱、 副叶轮等配件消耗，节省润滑油近 30kg。单台创经济效益近3. 2 万元 /a。

　　4 结语

　　屯兰选煤厂重介系统各类渣浆泵采用自制尼龙盘根套技术，淘汰了传统的“副叶轮 + 填料”密封技术。实际应用表明，泵体采用自制尼龙盘根套密封方式，不仅密封效果明显，而且改善了作业现场环境质量，解决了传统密封方式部件故障率高、维护量大的问题，具有较高的推广应用价值。

　　参考文献:

　　[1] 吴式瑜.选煤基本知识[M].北京: 煤炭工业出版社，2003: 266-276.

　　[2] 赵丹，罗希.渣浆泵运行模式的优化改进[J].矿山机械，2012，40(1) : 131- 132.

　　[3] 杨秀秀，王红生，吴帅，等. 初始固相浓度变化对渣浆泵内部流动及磨损的影响[J].选煤技术，2010(4): 7- 9.

　　[4] 吴帅，王红生，杨秀秀，等. 机械密封在渣浆泵应用中的失效分析[J] . 煤矿机械，2008，29(12) : 178- 180.

　　[5] 董星，马安昌. 耐磨离心式渣浆泵的设计[J].煤矿机械，2001(4) : 6- 8.

　　[6] 韦章兵，吴艳丽. 渣浆泵的技术关键[J]. 矿山机械，1999(11):56- 58.

　　[7] 李松泰，郝木明，任宝杰.一种新型组合轴端密封的设计及数值模拟[J] . 润滑与密封，2015(11): 25-26.

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