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　　摘 要：某臺(tái)紙機(jī)安裝的液體碳酸鈣螺桿泵泄漏頻繁、供料不穩(wěn)。在分析碳酸鈣物理特性和生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上，基于三維畫(huà)圖軟件將雜亂的管道重新設(shè)計(jì)并將現(xiàn)有螺桿泵的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在泄漏處增加接料盒。改進(jìn)后，明顯改善了螺桿泵的泄漏情況，穩(wěn)定了供料的流量，延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)定子的使用壽命，消除了意外停機(jī)的隱患，方便了管道的洗刷和備用泵的切換，減輕了工人維修和清潔的工作量，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)更適合液體碳酸鈣的泵送。

　　關(guān)鍵詞：碳酸鈣;螺桿泵;泄漏;;填料密封

　　某臺(tái)造紙機(jī)用液體碳酸鈣的螺桿泵損壞頻繁、泄漏嚴(yán)重、供料不穩(wěn)、維修困難，清理泄漏現(xiàn)場(chǎng)費(fèi)時(shí)費(fèi)水。三臺(tái)螺桿泵都采用機(jī)械密封形式，平均每月?lián)p壞2個(gè)機(jī)械密封、2個(gè)定子，每季度損壞1個(gè)轉(zhuǎn)子，每年報(bào)廢一臺(tái)螺桿泵。螺桿泵更換機(jī)械密封需要至少2人配合，拆裝4?h左右，更換轉(zhuǎn)子需要2?h左右，定子需要1?h左右，更換整臺(tái)泵需要1?h左右。每周至少4天會(huì)看到地面大面積泄漏的液體碳酸鈣，泄漏區(qū)域大概有30?m2左右，每次清理地面沉積的液鈣大概需要1～2?h，浪費(fèi)清水大概3?t，泄漏嚴(yán)重時(shí)，每天需要清理3次。每年會(huì)有4～6次的額外停機(jī)或停機(jī)延時(shí)是因?yàn)槁輻U泵泄漏或損壞所導(dǎo)致的。所以，上述問(wèn)題亟待解決。

　　1 碳酸鈣螺桿泵泄漏分析

　　1.1 碳酸鈣物理特性及造紙?zhí)匦?/p>

　　碳酸鈣化學(xué)式為CaCO3,難溶于水，溶于鹽酸，白色固體狀，相對(duì)密度2.71。根據(jù)生產(chǎn)方法不同可將碳酸鈣分為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、膠體碳酸鈣和晶體碳酸鈣。結(jié)合在用的兩種碳酸鈣的檢驗(yàn)報(bào)告見(jiàn)表1和表2，不難得出液體碳酸鈣中含有微量稍大礦物顆粒。這些顆粒很容易損壞機(jī)械密封的密封端面。造紙工業(yè)用的碳酸鈣，主要用作紙張的填料、涂布顏料，在涂布中使用可以提高成品紙的不透明度，并且可以使紙張亮度好、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、利書(shū)寫、涂布均勻、摩擦度低、易排濕以及易干燥等[1]。

　　表 重質(zhì)/液體 碳酸鈣檢驗(yàn)報(bào)告

　　1.2 生產(chǎn)使用要求

　　原有液體碳酸鈣螺桿泵的設(shè)計(jì)為兩臺(tái)在用泵和一臺(tái)備用泵，如圖1所示。中間的螺桿泵只能給其兩側(cè)其中的一臺(tái)備用，兩邊的螺桿泵不可互相替換使用。紙機(jī)平均每周有1次約2?h左右的停機(jī)，每半月會(huì)有1次3～5?h的停機(jī)。停機(jī)時(shí)螺桿泵停用即可，不需要洗刷，除非要切換備用泵才會(huì)將停用的泵和備用泵進(jìn)行洗刷。因此，管道中液鈣容易沉積，特別是粒徑較大的重質(zhì)顆粒容易沉積。液鈣的沉積容易導(dǎo)致彈簧失效，使石墨密封端面嵌入硬質(zhì)顆粒，導(dǎo)致機(jī)械密封損壞。切換備用泵需要停機(jī)洗刷兩臺(tái)泵和相關(guān)的管道，且萬(wàn)一損壞兩臺(tái)泵，則還會(huì)有一臺(tái)泵需要搶修。如果不洗刷管道和泵，沉淀的液鈣會(huì)變得越來(lái)越硬，繼續(xù)使用會(huì)損傷定子和機(jī)械密封，甚至造成供料不穩(wěn)和紙面廢品。液體碳酸鈣螺桿泵泄漏幾乎成為常態(tài)。

　　1.3 管道結(jié)構(gòu)分析

　　原有的螺桿泵進(jìn)出管道經(jīng)過(guò)多年的改動(dòng)，雜亂無(wú)章，缺少洗刷口、排污管、沖洗水管等。切換備用泵洗刷時(shí)，需要兩人配合，拆卸多處管道，且洗刷時(shí)間較長(zhǎng)。因?yàn)槿鄙傧此⒖冢艿啦鹦堵闊糠止艿老此⒉坏轿唬菀自斐梢衡}沉積結(jié)塊，存在損傷機(jī)械密封和定子的隱患。只在總管道設(shè)置沖洗水，導(dǎo)致只有停料時(shí)才可以使用，泵損壞切換時(shí)用不上。如圖1所示，兩用一備的結(jié)構(gòu)，因其安裝距離和結(jié)構(gòu)的原因，會(huì)有較長(zhǎng)的一段盲管，容易被沉積的液鈣堵滿。

　　1.4 密封結(jié)構(gòu)及其性能特點(diǎn)分析

　　機(jī)械密封的工作原理是利用固定環(huán)端面與動(dòng)環(huán)的匹配和相對(duì)旋轉(zhuǎn)，形成密封裝置，防止機(jī)械設(shè)備泄漏。固定環(huán)和移動(dòng)環(huán)的匹配是確定機(jī)械密封質(zhì)量的關(guān)鍵[2]。機(jī)械密封的密封效果好、泄漏量小、壽命長(zhǎng)，但價(jià)格貴，加工安裝維修比一般密封要求高。機(jī)械密封適用于輸送石油及化工介質(zhì)，可用于各種不同黏度、強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)。但是如果輸送容易結(jié)塊硬化的介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封彈簧失效。機(jī)械密封不可長(zhǎng)時(shí)間干磨，干磨容易使機(jī)械密封的密封斷面過(guò)熱損壞。因此機(jī)械密封并不適合造紙液體碳酸鈣的輸送。

　　螺桿泵的轉(zhuǎn)速較低，機(jī)械密封壓力不高。液體碳酸鈣為常溫，含硬質(zhì)顆粒，容易沉淀、結(jié)塊，因此更適合采用填料密封方式。而且機(jī)械密封一旦損壞，維修時(shí)間長(zhǎng)，只能停機(jī)更換，造紙機(jī)不能總因?yàn)閭€(gè)別設(shè)備損壞而停機(jī)，所以從穩(wěn)定生產(chǎn)的角度考慮，填料密封比機(jī)械密封更適合碳酸鈣螺桿泵。

　　填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維修方便、但泄漏量大、維修頻繁、功耗損失大。因此填料密封常用于輸送一般介質(zhì)和含有顆粒硬物的介質(zhì)，如水、液體碳酸鈣。為了將填料與軸或軸套之間的摩擦熱帶走，必須設(shè)定少量的泄漏。常用的填料為油浸石棉盤根。油浸石棉盤根突出特點(diǎn)是盤根中含有潤(rùn)滑油、摩擦系數(shù)小、壓縮量大。

　　盤根密封常見(jiàn)泄漏原因如下：盤根壓蓋未壓緊;所用盤根太細(xì);盤根切得太短,兩切面不能密合;盤根安裝圈數(shù)太少;盤根筒與壓蓋筒的徑向配合間隙過(guò)大;盤根筒內(nèi)壁或泵軸表面受損;泵軸彎曲;盤根使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等。只要定期處理，這些問(wèn)題幾乎都可以預(yù)料或避免。

　　2 改進(jìn)措施

　　2.1 改進(jìn)前機(jī)械密封結(jié)構(gòu)

　　如圖2所示。

　　2.2 嘗試在機(jī)械密封的基礎(chǔ)上增加油封

　　增加油封后的結(jié)構(gòu)如圖3所示。試用結(jié)果表明，比只有機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)可多持續(xù)2～4天。

　　2.3 改機(jī)械密封為填料密封

　　改進(jìn)后的填料密封的結(jié)構(gòu)如圖4所示。使用中大約每2～4天壓緊一次盤根，20～30天切換備用泵時(shí)更換一次盤根。

　　2.4 增加一臺(tái)備用泵并改進(jìn)管道結(jié)構(gòu)

　　基于三維畫(huà)圖軟件，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖5所示。備注的信息為新增改進(jìn)點(diǎn)。增加快裝盲板是為了洗刷到每個(gè)管道角落。增加快裝接頭是為了方便檢修和洗刷，拆裝迅速。排污管及閥門安裝在靠近管道匯合的三通位置是為了盡量縮短盲管長(zhǎng)度，防止管道內(nèi)淤堵硬化難以通開(kāi)。兩用兩備的結(jié)構(gòu)更適合容易損壞和泄漏的螺桿泵，適合需要快速洗刷和難以洗刷的情況。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　在分析液體碳酸鈣螺桿泵泄漏原因時(shí)，不僅要考慮密封結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，還要考慮其輸送介質(zhì)的特性以及生產(chǎn)的要求。因?yàn)橛猩倭康乃孤谛孤┨幵黾咏恿虾信诺降販稀８倪M(jìn)后，明顯改善了螺桿泵的泄漏情況，穩(wěn)定了供料的流量，延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)定子的使用壽命，消除了意外停機(jī)的隱患，方便了管道的洗刷和備用泵的切換，減輕了工人維修和清潔的工作量。實(shí)踐證明填料密封結(jié)構(gòu)更適合液體碳酸鈣的輸送。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]陳中杰.液體碳酸鈣在造紙中的應(yīng)用[J].科技信息,2010(19):801.

　　[2]李龍駿.淺談機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的原因分析與對(duì)策[J].化工管理,2019(7):136-137