RB型尿素融熔泵轴封泄漏原因分析及处理

本厂尿素系统使用的尿素融熔泵为65RB.40A型，其作用是为造粒塔顶喷头装置提供足够的压头，将尿液输送至造粒塔顶造粒机组。主要技术参数：扬程 77 m，流量 17 11 /h，电机功率 18 kW。其轴封系统采用副叶轮密封结构，主要与介质接触部件为钛合金材料。

1 设备存在的问题安装投入运行后，-直存在轴封泄漏的问题，不仅大量尿液流失，且泄漏的高温尿液引起轴承箱油封的快速腐蚀、老化，尿液或冲洗冷凝液进入轴承箱，造成润滑油变质，轴承损坏。轴承的损坏造成机组运行不稳定，反过来又影响轴封的密封效果，形成-种恶性循环。不仅设备运行周期短，而且维修费用高。

2 轴封泄漏原因分析该泵轴封设计为副叶轮密封，其主要结构见图1，主叶轮后侧铸有背叶片，副叶轮室内装有副叶轮，其后设置两道油封和四道填料，中间为冲洗水环。

其工作原理为：利用主叶轮背叶片和副叶轮带动密封腔内的流体高速旋转并产生离心力，此力与工作叶轮产生的压力方向相反，以至减少或完全消除导致泄漏的压差，微量泄漏靠油封和冲洗水实现密封，以达到最终较好的密封效果。平时运行时填料可不用压紧，停车时，副叶轮及背叶片失去密封效力，可复紧填料压盖螺栓，此时仅靠油封和填料实现停车冲洗时的密封[1-2]。

图1 RB型熔融泵总图Fig.1 assembly diagram of RB type melt urea pump1.泵体：2.管接头；3.叶轮螺母；4.叶轮；5.副叶轮：6.轴套；7.密封机构；8.轴；9.托架；1O.冷却装置2.1 轴封密封能力核算(1)副叶轮密封能力副叶轮密封结构见图2。

r--//// 7，；：图2 副叶轮密封结构示意Fig.2 structural representation ofAuxiliary impeler-Dl2)收稿日期：2013.04-27；修回日期 ：2013-05.15作者简介：张凤魁 (1970-)，男，山东省滕州人，工程师。主要从事化工机械及设备技术管理工作。

2013年 8月 张凤魁.RB型尿素融熔泵轴封泄漏原因分析及处理 61式中 --转速，2 900 r/min；D，--鬲0叶轮夕 径，实钡0 18.5 cm；D --副叶轮内径，实测 5 cm- - 叶片系数，根据AIJ斯捷潘洛夫近似式。

×( ]其中 所- 副叶轮叶片高度，实测为8.5 mm；f--副叶轮距泵后盖的轴相间隙，实际测量现在装配问隙2mm；- - 副叶轮根部距泵后盖轴相间距，sfHe则 ： 尸8.5210.5 mm-o.25×f ]2-o.2s×(18/lO. ) -o.s ( D12)划(2)背叶片的密封能力 1o/ (D )式中 J[) --背叶片外径，实测24 cm；D --背叶片内径，实测 5 cm：妒--叶片系数 根据 A.J斯捷潘洛夫近似式。

(· )其中 --背叶片高度，实测为6 nlrl；Sb ；. - - 背叶片根部距隔板轴相间距；- - 背叶片距隔板的轴相问隙，实际测量装配尺寸为 2 mm。

则 ：Sh为 268 mm( ] 3.064 j(D -D)-49.6m(3)流体通过副叶轮光滑背部的升压H4，Cf j(D；-Dl2).4 mCf为升压系数，无固定导叶时-般取 0.19。

从以上计算得知，实际装配尺寸的控制存在问题 ，导致密封能力不够。

2.2 由计算公式可知，可以调整的装配问隙S S副对密封能力影响较大，随着间隙S值的增大，叶片系数 呈减少趋势，密封能力 值也降低。有关资料证明：当s>3 mm时，即使在低压状态下，也会产生泄漏ll 4l。当然该值过小也有不利之处：-是介质中的固体颗粒易对部件造成磨损；二是易出现气体夹带现象；三是安装调整困难，易造成部件的磨损。

2.3 从图1可以看出，隔板中间环形凸台距泵后盖留有1 mm左右的间隙，此间隙的存在，使副叶轮室的空间增大，环形流道的平均圆周流速降低，叶片系数尺随之减小 J。

2.4 轴承轴向间隙过大，运行后在流体指向入口端的轴向推力的作用下，原调整的S间隙值增大。由以上分析可知，当间隙增大到-定数值后，背叶片及副叶轮密封失效，仅靠油封和冲洗水系统无法实现轴封的无泄漏目的6]。形成轴向间隙过大的因素有两个：-、维修人员在装配时所用轴承压盖垫片过厚；二、购置的轴承本身存在质量问题，轴向游隙超标。

2.5 由于此处尿液温度高达140℃，而-般橡胶油封的适用温度为-40～120℃，因此原起辅助密封作用的油封极易老化，丧失弹性，从而失去密封能力。

3 针对存在的问题，采取相应的解决措施(1)对影响密封效果的装配间隙进行调整，通过查阅有关资料，其推荐值-般取0.8～1.2 mm之间 。

我们初步确定背叶片与隔板轴间隙S 、副叶片与泵后盖板轴向间隙S 调整至1 mm。并依据以上计算公式，对密封能力再次计算校核，得出总密封能力为 88.48m，大于泵的设计杨程，能够满足密封要求 。

(2)隔板与后盖连接端面向里车削0.5 mm，在回装时，可在其凸台密封面涂上-层乐泰平面密封胶，并上紧、上匀螺栓，保证此处的密封效果。

(3)严格轴承进货渠道，指定采用 SKF或NSK系列产品。对配对组装的后侧两轴承要求供应商成对提供，装配前对轴承进行严格检查，确保备件质量 [9。

(4)将原两道油封改为碳纤维盘根填料，运行时通过对填料的适度压紧，增强其辅助密封功能。

(5)泵进 口法兰设置过滤挡板，防止结晶尿块进入泵内，使泵因进口堵塞抽空造成轴向负荷突增。

(6)组织编制 《RH型熔融泵检修技术规程》，通过有针对性对职工讲解该泵轴封结构设计思想及检修技术要求的培训，加强对 《规程》的学习、理解，以确保 《规程》的具体落实执行。

通过以上工作的开展，使轴封泄漏的问题得以彻底解决，不仅避免了大量尿液流失造成的浪费，而且使设备运行周期提高到6个月以上，大大降低了维I匕 工 设 蔷 与 誓 遵 第 50卷第4期修费用和维修工作量，收到较好效果。

另外，为进-步完善轴封结构设计，建议在不改变泵体本身外形尺寸且电机功率富裕的情况下，对部分零件进行改造，以提高其密封能力，增加密封裕量。

通过以上措施，以期进-步提高设备的可靠性，延长设备的运行周期。