通常，在存在污染工藝流體的密封場合，主要采用普通的接觸式雙端面機(jī)械密封，兩密封之間通過阻塞流體輔助系統(tǒng)注入壓力高于被密封介質(zhì)壓力的阻塞流體，防止被密封介質(zhì)向外界的泄露。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，常常由于諸多原因出現(xiàn)故障而不能有效地阻止被密封介質(zhì)的泄漏，尤其是對(duì)于輸送含固體顆粒介質(zhì)、頻繁開停及易抽空的工藝流程泵，密封的可靠性遠(yuǎn)不如人意。某石化公司單體車間工藝裝置的污水排放泵，因密封效果不理想，其泄露成為亟待解決的問題。
1、潛水排污泵機(jī)械密封技術(shù)參數(shù)
該泵型號(hào)為WQ30-35-7.5,在正常工作時(shí)，入口壓力接近常壓，出口壓力為0.55mpa,輸送溫度為常溫。采用的機(jī)械密封為雙端面內(nèi)裝多彈簧平衡型結(jié)構(gòu)，密封面內(nèi)徑為35.2mm，外徑為44.2mm，端面寬度為4.5mm，平衡直徑為36.8mm。
2、工況條件下存在的問題
(1)隔離流體壓力小于被密封介質(zhì)壓力
為了保證雙端面的密封功能，理論上要求隔離流體的壓力必須高于被密封介質(zhì)的壓力0.1-0.15mpa,以防止含有一定毒性的介質(zhì)泄漏。但實(shí)際工程中，隔離流體的壓力不大于0.3mpa,小于被密封介質(zhì)的壓力0.55mpa,因此密封的使用效果并不理想。
(2)輸送介質(zhì)中含有大量的固體顆粒
由于排污泵是把工藝裝置中排放到儲(chǔ)罐中的各種工藝流體(包括大量的冷卻水)定時(shí)輸送到污水處理站進(jìn)行凈化處理，其中含有一定比例的雜質(zhì)類固體顆粒，極易進(jìn)入密封之間產(chǎn)生劇烈的磨粒磨損，使密封早期失效。若隔離流體輔助系統(tǒng)不能正常工作，出現(xiàn)隔離流體的壓力小于被密封介質(zhì)的壓力時(shí)，固體顆粒就會(huì)進(jìn)入內(nèi)側(cè)密封的端面之間，其失效的概率大大增加。
(3)處于頻繁開停狀態(tài)
當(dāng)污水儲(chǔ)罐中的液體抽送完畢后，泵自動(dòng)停止運(yùn)行，而當(dāng)儲(chǔ)罐中液體積聚到規(guī)定液位后，泵又自動(dòng)切換至運(yùn)行狀態(tài)，正是由于泵處于頻繁的開停狀態(tài)，使機(jī)械密封出現(xiàn)周期性的不穩(wěn)定干摩狀態(tài)，這也是密封頻繁失效的主要原因之一。
(4)泵易出現(xiàn)抽空
由于泵處于頻繁的開停狀態(tài)，當(dāng)儲(chǔ)罐中液位下降到一定程度時(shí)，很容易使泵出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，此現(xiàn)象的產(chǎn)生必然導(dǎo)致密封出現(xiàn)不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，密封失效的可能性大大增加。
綜合以上分析可以得知，普通的雙端面接觸式機(jī)械密封由于自身密封原理的限制以及工況條件的特殊性，難以在此環(huán)境條件下保證密封的長周期安全運(yùn)行。而且，在穩(wěn)定工況條件下，雖然采用雙端面密封或串聯(lián)密封可基本上消除被密封介質(zhì)的泄漏，但密封輔助系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用大增，且輔助系統(tǒng)的可靠性直接影響到密封的使用效果。
3、潛水排污泵機(jī)械密封的改造
由于錐面機(jī)械密封特別適合于含有固體懸濁物的泵送設(shè)備，所以將密封面改為錐面密封。靜環(huán)材料為填充四氟乙烯，動(dòng)環(huán)材料為不銹鋼，錐面噴涂碳化鎢。其主要特點(diǎn)如下。
(1)錐面機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)為一錐環(huán)，隨著靜環(huán)的磨損，接觸母線長度L增長，靜環(huán)的外徑也隨之增大。
(2)密封接觸面母線長度很短(穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)初期為0.3-0.5mm)，因此接觸端面內(nèi)外溫差小，溫升低，降低了黏著磨損的程度。靜環(huán)具有較大的抗壓截面，壓力變形小。
(3)密封套和動(dòng)環(huán)都具有一定的浮動(dòng)性，可使密封面始終保持良好的接觸狀態(tài)，介質(zhì)中的懸浮顆粒不易進(jìn)入密封面。
介質(zhì)泄露方向與其離心力方向成一定角度，對(duì)減少泄漏有利。