本发明专利技术涉及水煤浆气化装置离心式煤浆泵的轴封。为消除现有技术离心式低压煤浆泵机封的寿命不长，不能完全避免外冲洗水进入泵内的缺陷，本发明专利技术在背叶片和副叶轮的叶片上加3～5圈分隔环，减弱流道中有害的径向流，增大输送高粘度煤浆的封堵扬程；副叶轮腔的外区为比重大的煤浆环，内区为比重小的油环，两者的分界面明显、稳定；采用PLAN23单端面机封和改进型封液罐，并将副叶轮腔、机封腔和封液罐连通，实现在中控室和现场都能监控煤浆远离机封，确保其长寿命，并实现正常运行时完全不外加冲洗水。本发明专利技术适用于输送含固量58～61wt%、粘度700～3000mPa.s的离心式煤浆泵的轴封，也适用于其它装置输送高含固量、高粘度介质离心泵的轴封。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水煤浆加压气化装置中输送含固量58～61wt%、粘度700～3000mPa.s的离心式煤浆泵的轴封结构，特别是磨煤机出料槽泵的轴封结构，也适用于其它工业装置输送高固体含量、高粘度介质离心泵的轴封结构。
技术介绍
近十多年来，由于石油价格的不断攀升，而我国贫油、少气、富煤的资源结构决定了“油改煤、气改煤”是国家的重大战略政策，因此以煤为原料生产甲醇、烯烃(MTO)、天然气以及煤制油等现代煤化工得到了迅猛发展。煤气化是现代煤化工的龙头，水煤浆加压气化和干煤粉加压气化是我国煤气化的两大主流技术。水煤浆加压气化装置中的关键机泵之一是低压煤浆泵，我国已运行的低压煤浆泵绝大多数是进口的隔膜泵，由于高固体含量水煤浆的冲刷，存在隔膜、泵进出口阀门部件的寿命不长，维修工作量大，进口备件的费用高，控制系统复杂，体积厐大等缺陷。随着水煤浆加压气化装置的规模不断扩大，而隔膜泵的流量受限，造成台数过多，投资增加。而国产隔膜泵的可靠性也差，因此，离心式煤浆泵开始在我国煤气化装置上逐步为用户采纳。国内外渣浆泵的轴封普遍采用副叶轮密封，辅助密封（或停车密封）大多采用填料密封，在填料箱的底部外供冲洗水，阻止渣浆进入填料箱。但水煤浆气化工艺上不允许大量外冲洗水进入泵内，否则增加煤气化炉的负荷和氧耗量。中国技术专利（CN 200989323Y）公开的“带双阻封叶轮结构的离心式煤浆泵”就是为了避免外冲洗水进入泵内提出来的。如图1所示，该专利采用双级副叶轮密封，停车密封采用填料密封，外供冲洗油。由于不易避免磨煤机出料槽泵在各种运行工况下，高固相含量的煤浆进入填料密封处，尤其是停泵时，双级副叶轮不起作用，填料密封寿命短。为克服上述专利的缺陷，中国技术专利 (CN 203796575 U) 和专利技术专利（CN 103953549 A) 公开的“离心式水煤浆泵”如图2所示，该专利是将双级副叶轮密封，改为单级副叶轮密封，结构简化，辅助密封不再用填料密封，改用双端面机封，轴封的可靠性比原专利提高；其技术方案中为缩短叶轮的悬臂长度，将滚动轴承放在双端面机封的中部，不太合理，国内外离心泵的滚动轴承都是布置机封部件之外，外置式滚动轴承寿命达到两年以上并不难，但固相含量高达60wt%左右的水煤浆，机封寿命达到一年不容易。而该专利的内置式滚动轴承和机封将互相影响，任一个部件失效都会造成两者损坏，更换任一个部件，要拆卸整个泵上的很多零部件，很费工。现有技术的离心式低压煤浆泵轴封采用双端面密封，机封冲洗方案为PLAN53A+Plan32。PLAN 53A为串联式双端面密封，不易完全避免内侧机封不接触煤浆，因此又加了Plan32，即用清洁水冲洗，为防止过多外冲洗水进入泵内，操作说明书上规定间断式冲洗，每小时冲洗水量不超过500ml。但实际使用中，操作工人为延长机封的寿命，进入泵内的冲洗水水量往往超过500ml，对煤气化工艺不利，增加煤气化炉的负荷和氧耗量，如冲洗水压力和封油压力控制失误, 存在水窜入双端面密封的危险，缩短双端面密封中间的滚动轴承寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种适用于输送含固量58～61wt%、粘度700～3000mPa.s的离心式煤浆泵的轴封结构，该轴封结构能够监视并控制煤浆远离机封，确保其长寿命，并实现正常运行时完全不外加冲洗水。本专利技术的技术方案是这样实现的：离心式煤浆泵的轴封结构，包括主叶轮的背叶片、隔板、固定导叶、副叶轮、机封部件及封液罐部件，其特征是：所述机封部件为单端面机封部件，所述封液罐部件为改进型封液罐部件，所述副叶轮的内腔、单端面机封部件的油腔和改进型封液罐部件的油腔是连通的；在所述主叶轮的后盖板上加多圈同心圆状的主叶轮分隔环；在所述副叶轮的叶片区加多圈同心圆状的副叶轮分隔环。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其所述主叶轮上的主叶轮分隔环以及副叶轮上的副叶轮分隔环分别为3～5圈。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其所述3～5圈同心圆状的主叶轮分隔环以及副叶轮分隔环均为由内向外相邻两个分隔环的间距逐渐较小。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其所述主叶轮上的背叶片和副叶轮上的叶片均分别以主叶轮和副叶轮的轴心为中心呈放射状分布，所述背叶片和叶片均由若干长叶片和短叶片交替且均匀布置而组成，所述背叶片的数量以及叶片的数量均比常规的多。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其所述单端面机封部件为集装式，其冲洗方案为PLAN23，所述单端面机封部件包括套接在转轴上的轴套、套接在轴套上的单端面机封、机封压盖、定位板以及泵效环，在所述机封压盖上设置有与单端面机封部件内油腔连通的封油出口和封油进口，所述封油出口和封油进口分别与改进型封液罐部件的油腔连通，通过泵效环将单端面机封部件油腔中的润滑油经改进型封液罐部件冷却后进行循环。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其在所述副叶轮上方的泵盖上设置有视镜。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其所述改进型封液罐部件包括封液罐以及设置在封液罐内的水冷盘管，所述封液罐与单端面机封部件的内腔连通，在所述封液罐上部设置有液位计，在所述液位计上设置有多段刻度，所述多段刻度形成的刻度区间与多圈副叶轮分隔环形成的区间对应，且多段刻度形成刻度区间的油容积与多圈副叶轮分隔环形成区间的存液容积相同，即煤浆和润滑油在副叶轮的内腔中形成的分界面相对于相邻两圈副叶轮分隔环的位置与液位计上相对应的两个刻度之间的位置对应一致。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其所述封液罐由下筒体和上筒体组成，所述上筒体的直径小于下筒体的直径，所述水冷盘管设置在下筒体内，所述液位计设置在上筒体上。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其所述封液罐内、润滑油液面上方腔体与氮气送入管连接，在所述氮气送入管上设置有氮气调节阀，在所述封液罐上设置有液位变送器，所述液位变送器通过液位显示控制报警器与氮气调节阀连接。本专利技术所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其所述封液罐的上下封头为上平盖和下平底，在所述封液罐的上平盖上设置有加油口和排气口，在所述封液罐的下平底上设置有排污口以及与水冷盘管连通的冷却水进、出口。本专利技术为消除现有技术离心式低压煤浆泵机封的寿命不长，不能完全避免外冲洗水进入泵内的缺陷，本专利技术在背叶片和副叶轮的叶片上加3～5圈分隔环，减弱流道中有害的径向流，增大输送高粘度煤浆的封堵扬程，副叶轮腔的外区为比重大的煤浆环，内区为比重小的润滑油环，比重差异大，煤浆和润滑油互不相溶，又有副叶轮分隔环减弱了径向流，因此，在副叶轮4的内腔中两者的分界面明显、稳定；同时采用PLAN 23单端面机封部件和封液罐部件，并将副叶轮腔、机封腔和封液罐连通，实现在中控室和现场都能监控煤浆远离机封，确保其长寿命，并实现正常运行时完全不外加冲洗水。本专利技术适用于输送含固量58～61wt%、粘度700～3000mPa.s的离心式煤浆泵的轴封，也适用于其它装置输送高含固量、高粘度介质离心泵的轴封。与现有技术相比，上述技术方案有如下明显效果：1本文档来自技高网...
【技术保护点】
离心式煤浆泵的轴封结构，包括主叶轮（1）的背叶片（5）、隔板（2）、固定导叶（3）、副叶轮（4）、机封部件及封液罐部件，其特征是：所述机封部件为单端面机封部件（7），所述封液罐部件为改进型封液罐部件（8），所述副叶轮（4）的内腔、单端面机封部件（7）的油腔和改进型封液罐部件（8）的油腔是连通的；在所述主叶轮（1）的后盖板上加多圈同心圆状的主叶轮分隔环（9）；在所述副叶轮（4）的叶片区加多圈同心圆状的副叶轮分隔环（10）。
【技术特征摘要】
1.离心式煤浆泵的轴封结构，包括主叶轮（1）的背叶片（5）、隔板（2）、固定导叶（3）、副叶轮（4）、机封部件及封液罐部件，其特征是：
所述机封部件为单端面机封部件（7），所述封液罐部件为改进型封液罐部件（8），所述副叶轮（4）的内腔、单端面机封部件（7）的油腔和改进型封液罐部件（8）的油腔是连通的；
在所述主叶轮（1）的后盖板上加多圈同心圆状的主叶轮分隔环（9）；
在所述副叶轮（4）的叶片区加多圈同心圆状的副叶轮分隔环（10）。
2.根据权利要求1所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其特征是：所述主叶轮（1）上的主叶轮分隔环（9）以及副叶轮（4）上的副叶轮分隔环（10）分别为3～5圈。
3.根据权利要求2所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其特征是：所述3～5圈同心圆状的主叶轮分隔环（9）以及副叶轮分隔环（10）均为由内向外相邻两个分隔环的间距逐渐较小。
4.根据权利要求1所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其特征是：所述主叶轮（1）上的背叶片（5）和副叶轮（4）上的叶片（6）均分别以主叶轮（1）和副叶轮（4）的轴心为中心呈放射状分布，所述背叶片（5）和叶片（6）均由若干长叶片（11）和短叶片（12）交替且均匀布置而组成，所述背叶片（5）的数量以及叶片（6）的数量均比常规的多。
5.根据权利要求1所述的离心式煤浆泵的轴封结构，其特征是：所述单端面机封部件（7）为集装式，其冲洗方案为PLAN23，所述单端面机封部件（7）包括套接在转轴上的轴套（13）、套接在轴套（13）上的单端面机封（14）、机封压盖（15）、定位板（16）以及泵效环（17），在所述机封压盖（15）上设置有与单端面机封部件（7）内油腔连通的封油出口（18）和封油进口（19），所述封油出口（18）和封油进口（19）分别与改进型封液罐部件（8）的油腔连通，通过泵效环（17）将单端面机封部件（7）油腔中的润滑油经改进型...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏宗胜，魏绍俊，漆明贵，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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