高温高压热水循环泵密封冷却系统综述.pdf

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1、IGM删税艏lGMMnnu缸cmrc高温高压热水循环泵密封冷却系统综述中国通用机械工业协会泵业分会(辽宁沈阳”0142)李树斌【摘要l密封冷却系统是泵类产品中非常重要的关键部位，对目前几种密封冷却形式进行了综合介绍论l述，主要介绍的密封冷却形式为：密封腔央套冷却、静环夹套冷却、背冷工艺，换热器冷却、传统单层冷却以及新型双层冷却系统。通过各方面的对比分析，认为新i型双层冷却系统对于高温高压热水循环泵的使用具有显著的优势，在泵行业应进行普遍推广应用。【关键词l热水循环泵高温高压密封系统}双层冷却一、前言机械密封从产生以来便得到了广泛的使用，并已有百年的发展。良好的密

2、封性能会影响机器设备工作效率的高低、运行的可靠性、能耗的多少以及机器工作成本。而密封的正常工作需要密封辅助系统的支持，所以对于泵用机械密封，不仅要关注密封单元，更重要的是要关注密封整体系统，而密封冷却辅助系统正是这整体系统中的影响重大的一部分。机器设备传输高温介质时，为了保证密封安全可靠的运行，需要通过冷却辅助措施来降低密封处的温度，故密封冷却辅助系统在某些工况下是十分重要的。冷却系统的工作目的主要是将输送介质的温度降!下来，为密封装置创造一个良好的密封条件。在泵的应用场合中，高温和高压往往是同时存在的，当输送热水为高温的情况时，自然就会带来高压，否则输送热水将

3、90：黑鬈熙：叭年籼会汽化。当输送热水为高温时，会给泵的运行带来较大的危害：泵的零部件由于高温会产生变形，温差不同产生的变形也将不同；高温高压的工况条件会给密封带来较大的难度；若密封失效而发生泄漏，将会影响生产，更严重的情况下会对人身安全造成威胁；高温高压将给泵的运行可靠性带来不利的影响。因此对于高温高压热水循环泵为了能够理想地正常运行，在泵的密封处要将温度降下来，以保证密封及轴承体部件地正常运行。二、主要冷却系统结构冷却是为了使密封结构的温度下降，其方式可以分为直接冷却和间接冷却。冲洗属于直接冷却方式的一种，其能够吸收多余热量从而降低密封处的温度，从而避免密封

4、间隙中的液膜汽化，同时可以预防杂质的集结以及气囊的形成，因此可以延长密封的使用寿命。间接冷却的效果差于直接冷却，但是其对于冷却介质要求较低。间接冷却主要有夹套冷却和换热器冷却，其中，夹套冷却主要包括密封夹套冷却、静环夹套冷却、背冷工艺和换热器冷却。(1)密封腔夹套冷却密封腔夹套冷却，将循环冷却介质通入到中空的机械密封压盖中，利用冷却介质带走热量来降低密封压盖的温度。这种冷却方式经常使用在流量较大、功率较高的高温塔底油泵中，依靠冷却系统来保证密封运行的安全可靠。(2)静环夹套冷却静环夹套冷却是将一个直径略小于静环的静环夹套放置到静环中，通过静环夹套的作用，将冷却液

5、的流程增加一倍，同时静环和冷却液的换热面积也相应地增加了一倍，使得冷却液能够对静环进行更加充分有效的冷却。(3)背冷工艺背冷工艺利用冷却液(水或油)从静环背面对静环实行冷却。因其能直接快速地将静环背面冷却，故又称作急冷。背冷工艺冷却效果较好，常与冲洗搭配使用。(4)换热器冷却换热器冷却将冷却液通过密封或压盖后导入外设的换热器进行冷却，然后将冷却过的液体再次使用，使其对密封进行循环冷却，保证密封的安全运行。换热器冷却能够在兼顾冷却效果的情况下有效地降低冷却液的损失，同时伴随的问题是投资较大。(5)传统单层冷却传统单层冷却是在密封处设计一个冷却腔，通入一定压力的循环

6、冷却水，将热量带走，以达到降低温度的目的。一般情况下冷却腔设计在密封腔的外侧，由于压力和温度的限制，冷却室与密封腔体之间的壁厚很厚，不利于冷却。图l为在金属波纹管密封上使用的传统单层冷却。图1传统单层冷却系统不葸1．冷却室2金属波纹管3．封油口4冷却水口(6)新型双层冷却系统为了达到高温高压热水循环泵的使用要求，由浙江水泵总厂有限公司与浙江工业大学、清华大学联合设计了一种新型的冷却装置，具体结构原理详如图2所示。密封装置着重设计了内、外冷却系统，内冷却系统冷却水直接进入密封腔体内侧进行冷却，冷却效果显著提高，起冷却的主要作用，在密封腔体内侧设计薄壁密封套，在薄壁

7、密封套外侧设计一定数量的筋板，增加冷却效果。外冷却系统可以通入较大流量的循环冷却水，起冷却的辅助作用。外冷却腔可以通入较大流量的循环冷却水，由于它的流量比较大，可以冷却带走较大部分的热量，它的冷却方式主要是两个方面：一是通过侧壁冷却泵体内的通融麓制造GMlGMM鲫¨所frlfJ·PI高温热水；二是通过密封腔的外侧冷却密封室的高温热水。图2新型密封装置结构原理节流衬套2．密封轴套3．密封腔体4．浮动环密封5．泵盖6．冷却室7组合密封8填料环9．填料密封10．填料压盖内冷却系统冷却水直接进入密封腔体内侧进行冷却，冷却效果显著提高，起冷却的主要作用，在密封腔体内侧设计

8、薄壁密封轴套，在薄壁密封