摘要：离心泵在工作过程中会消耗大量的密封水，结合再造烟叶生产工艺设备现有的特点，设计出离心泵密封水无动力回收系统，对生产过程中离心泵密封水进行及时回收，同时系统具有的自动冲洗功能防止了过滤器堵塞，减少了过滤器清洗次数，节约了水资源的消耗，降低了生产成本。
关键词：密封水无动力离心泵回收
许多生产设备都需要密封水，如离心泵、磨浆机等，离心泵密封水的作用是不让给水泵内的浆料通过轴与密封件之间的间隙外泄，密封水也对轴承起着冷却的作用。密封水防止主轴与盘根直接摩擦，引起盘根的损耗,起着润滑的作用。大量密封水的使用会消耗大量的水资源，增加了生产成本。
1离心泵机械密封简介
1.1概述
离心泵机械密封包括４个关键组件：静环、动环、密封元件和压紧元件。泵轴转动时，动环跟着一起转动，静环一直保持静止状态，动环与静环的严密贴合可保证介质不发生泄漏；泵轴停止转动时，压紧元件会产生足够的压力使动环、静环端面依然紧密贴合。密封元件的作用有三：一是维持轴间间隙及其与动环的密封状态；二是维持压盖与静环的密封状态；三是使泵在弹性元件作用下所受的冲击及振动得到有效缓解。
1.2离心泵机械密封的作用及重要性
机械密封是一种防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏，以及外界杂质如灰尘、水分等侵入机器设备内部零部件的措施。机械密封水可以有效地保护密封面，起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。据统计，机械密封失效导致泵发生故障占设备故障的50％以上，会引起工艺介质泄漏，造成不必要的停车、检修，不仅给企业带来巨大的经济损失，而且会造成一定的环境污染。
离心泵的动环及静环端面本身是光滑的，但由于腐蚀性污染、高温以及端面混入杂质等原因，会造成端面越来越粗糙，而密封腔与动环、静环两者间的间隙又很窄，机械设备的连续运转会使得密封装置的振动故障慢慢体现出来。
1.3机械密封腐蚀的原因及危害
金属环是一种关键的密封元件，如果其受到腐蚀，将对密封装置产生巨大的副作用。在离心泵运行过程中，会出现金属环表面均匀腐蚀、辅助密封圈接触部位（静环座、静环、轴套、动环）腐蚀的情况，而金属环、辅助密封圈接触部位的腐蚀会引起机械密封的泄漏，造成泵密封更换甚至紧急停车等后果。
2现有存在问题
有些设备的密封水中由于在使用过程中会掺杂物料，不能回收使用，如磨浆机、疏解机密封水。但是有些设备密封水水质几乎没有变化，如离心泵密封水。离心泵装有采样密封水流量计，密封水流量计能调整密封出水压力和流量，压力为0.2MPa，流量为2L/min。按照现在造纸法薄片工艺流程，有3段离心泵需要使用密封水约45个点。这45个密封水点每天需要消耗近20t的清水。这些密封水基本上都是直接排放，造成了水资源的严重浪费，同时也增加了污水处理量。
3系统设计
在再造烟叶生产车间一般离心泵在地面一楼，清水池在二楼，清水池进水口距离一楼地面高度为10m左右。密封水出口水压为0.2MPa，考虑在有一定管路压力损耗的情况下，从离心泵出口密封水依靠自身的压力完全能流入清水池。利用现场设备环境自身的特点，设计出离心泵密封水无动力回收系统。整个系统由视镜、电磁阀、溢流管、止回阀、水过滤器、控制器、管道等组成。
4硬件实施
离心泵密封水无动力回收系统见图1。泵密封点连接支路管道。支路管道是由3路管道组成：一是萃取段管道，二是制浆段管道，三是蒸发浓缩段管道。在密封水出口安装透明视镜，能及时观测每个密封点水流动情况，在每一段汇总管路上装有止回阀，防止几个段密封水相互串流。3个支路管道密封水汇集到主路管道，在主路管道上装有电磁阀和水过滤器。过滤器前后装有电磁阀，具有自动冲洗功能。为了防止堵塞造成密封水排不出，在主路管道中装有溢流管。离心泵密封水无动力回收系统的工作原理是：离心泵密封水从密封水流量计出口流出，由密封点通过视镜，流入各支路管道。由3路支路管道经过止回阀流入主路管道道。在主路管道中经过电磁阀进入水过滤器，水过滤器过滤掉水颗粒杂质。当管路堵塞时，主管路中的水通过溢流管流出，防止对离心机造成的损害。过滤器前后电磁阀由控制器进行控制，使得过滤器具有反冲洗功能。当出口和入口压力达到一定差值时或过滤器连续工作到规定时间时，过滤器入口电池阀和出口电池阀关闭，冲洗电池阀和排污电池阀打开。密封水不能正向从过滤器流过，密封水在过滤器反向流动，对过滤器进行冲洗。反冲洗水由滤网自外而内，将滤网上的滤渣冲掉，经排污管排出。
5压力计算
管路由3部分组成:密封点到支路管道为φ20×1.6mm,压力为0.2MPa，流量为0.12m3/h，长度约为2m，支路管道为φ40×2mm，平均长度约为40m，主路管道为φ50×2mm，长度约为80m。
可算得密封水进入清水池出口压力为0.082MPa。密封水从机械密封点出口很容易流入到清水池，实现密封水自动回收。为了防止密封回收系统管路堵塞，在主路管道中连接一个溢流管，高度为12.5m，就能保证系统正常运转。
结语
根据再造烟叶现场设备环境特有的自身条件，设计出离心泵密封水无动力回收系统，很好地解决了密封水回收问题，同时反冲洗系统能很好地解决过滤器自动清洗问题,避免了生产过程中水资源的浪费，取得了良好的经济效益。
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论文作者:钟小鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/12
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