高溫油泵的水垢分析
從機泵密封腔中取出結垢樣本進行了鹽酸滴定試驗。在滴定的過程中,發現水垢并沒有像預期的那樣逐漸大部分被溶解,相反只有很少一部分水垢被鹽酸溶解。按照zui初的推測,水垢的主要成分應該是碳酸鹽類和硫酸鹽類,在鹽酸的滴定試驗中大部分是會溶解的,但是滴定試驗的結果與推測不相符。因此,對水垢垢樣進行了水質硬度分析,其結果見表1 。
從表中可以發現,懸浮物的質量濃度約是控制指標的5 倍,而COD 的質量濃度則高達控制指標的20 多倍,由此可以斷定COD 和懸浮物質量濃度的異常是導致冷卻水結垢的主要原因。
表1 水質硬度分析試驗數據表
COD 是利用化學氧化劑（如*） 將水中可氧化物質（如有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等） 氧化分解,然后根據殘留氮化劑的量計算出氧的消耗量,是表示水質污染度的重要指標。其值越小,說明水質污染程度越輕。COD量濃度的超標為各種細菌的滋生提供了溫床,從而產生了生物粘泥。隨著生物粘泥的增多導致了冷卻水管線的堵塞,生物粘泥在高溫下硬結,而生物粘泥用鹽酸來溶解是很困難的,這與維修現場用鹽酸疏通冷卻系統困難的現象相吻合。
機械密封處結構分析
波紋管機械密封的結構簡圖見圖1 。
圖1 波紋管機械密封結構示圖
由圖1 可知,冷卻水進入冷卻腔后會直接流入以下3處: ①動環與軸套處間隙處。②軸套外圓與水套內圓間隙處。③水套外圓與靜環波紋管內圓間隙處。
流入間隙1處的冷卻水不能流動,稱為死水,冷卻效果不佳。一般水垢的生成溫度在80℃左右,而間隙1～3處的溫度均高于此溫度,鈣鎂鹽類以及微生物粘泥的結晶首先在這3處結晶析出,生成水垢。無論是鈣鎂鹽類水垢,還是生物粘泥水垢,生成速度都很快,特別是溫度zui高的間隙1 處,高溫將引起動環變形,造成密封磨損產生泄漏。同時由于間隙1～3處水垢的生成,降低了軸套及動、靜環密封面的表面粗糙度,也會促進密封面的磨損,造成機械密封出現泄漏。水垢的進一步增加使間隙2～3處更加減小,使冷卻水傳熱效率進一步下降。
當水垢在靜環波紋管內圓和水套外圓處堆集并堵死靜環環座與水套的徑向間隙時,將產生以下兩個結果: ①石墨靜環的密封面磨損后,波紋管的彈力與部分不平衡力之和克服不了水垢對靜環座的摩擦阻力,靜環不能向密封面補償,必將出現比較嚴重的泄漏。②一旦密封冷卻水因結垢而變小甚至斷流,密封腔內的冷卻條件將急劇惡化,積存于密封腔內的水會在高溫下變為蒸汽,使密封腔內的壓力急劇升高,一旦高于波紋管的彈力時將會推開密封端面,產生極為嚴重的噴射式泄漏,引發災難性的后果。
