海洋平台油气混输泵轴端密封改进设计与试验研究

针对某海洋平台油气混输泵轴端机械密封在运行过程中存在的失效问题，分析其产生的原因，并对其结构进行改进设计。对改进后机械密封进行实验室台架性能试验，分析不同弹簧比压条件下密封性能随压力的变化和密封端面磨损状况，以及不同端面设计宽度下密封性能随压力和转速的变化。结果表明：减小弹簧比压能略微降低密封端面摩擦功率，但会增大泄漏风险；减小端面宽度能有效提升润滑不良条件下的端面密封性能。确定密封优选设计参数，并对密封样机进行100 h型式试验。试验结果表明，改进后密封端面摩擦功率基本稳定，波动较小，泄漏量满足标准指标要求，验证了该密封结构改进的合理性、优选设计参数的有效性和运行工况的适应性。     

基于ANSYS的大型艉轴机械密封环温度场理论研究

船舶艉轴机械密封的摩擦副工作时,会产生大量的热量,引起密封端面温度升高,导致密封面不能正常运行。利用有限元分析软件ANSYS11.0计算不同工况下某大型艉轴机械密封环的温度场,得到密封端面温度的变化规律,并讨论影响温度场的几个重要参数,发现艉轴转速及密封介质压力对端面温度影响明显,密封端面温度靠近内径处温度最高,沿径向及轴向逐渐降低。     

安全壳热量导出泵机械密封隔离液补给装置的设计

针对安全壳热量导出泵介质工况特点,结合PLAN53A密封冲洗方案,设计了一套机械密封隔离液补给装置,通过对隔离液补给装置的定容设计和工艺设计,确定了补给装置结构配置方案,并随泵一起通过了各项鉴定试验。结果表明,隔离液补给装置在停机备用状态,可以保证机械密封处于随时投用状态;在事故后,可以保证机械密封零泄漏情况下持续运行一年用水要求。     

高线速度石墨密封多物理场耦合特性

高线速度运行的石墨密封常伴随着高热量的摩擦磨损,为了满足航空发动机轴承腔高线速度和低压差工况的密封需求,基于四瓣式石墨密封,建立多物理场耦合分析模型,并通过实验结果比对验证计算模型的准确性;通过多物理场耦合分析,研究高线速度和低压差工况下石墨密封的流场、温度场及结构场特性。结果表明：封严气体在周向槽及密封环段搭接处压力不平衡,流速分布不均且在流场出口附近紊乱;泄漏量随着密封线速度的增大而减小,随着密封压差的增大而增大;密封环温度、变形和应力都随着密封线速度的增大而增大,温度场对密封环结构影响最大;封严气体能减轻密封环变形,但气体力会增大密封环的应力值;摩擦热对密封结构影响显著,尤其在环段搭接和防转销处。     

阶梯收敛槽机械密封空化效应及密封性能优化分析

为解决波度端面机械密封精密加工困难的问题,基于收敛型槽具有较低的泄漏量和较高的流体静压效应的特点,提出一种由波度端面机械密封结构衍生变化的阶梯收敛槽机械密封结构,考虑空化作用,对不同结构参数及工况参数下机械密封密封性能进行CFD流体仿真分析。结果表明：工况参数及结构参数对液膜空化效应有显著的影响,其中随着膜厚、密封压力以及槽深的增加,液膜空化效应均减弱,随着转速的增大,液膜空化效应变强。以开漏比评价密封性能,结果表明,阶梯收敛槽机械密封在小膜厚、高转速、较低密封压力以及较小静环开槽深度下运行时可获得最优密封性能;但为保证密封端面液膜具有足够的承载力,开槽深度不宜过小。     

浅析乙烯装置急冷油泵机械密封的选用

针对目前乙烯装置急冷油泵机械密封在现场使用效果不佳、运行寿命短的问题,根据急冷油泵的工况特点,分析了其密封难点,推荐了一种适用于乙烯装置急冷油泵的密封辅助系统方案及机械密封结构。该结构成功运用在多个乙烯装置急冷油泵上,运行稳定,使用寿命显著提升,达到了优化改进的目的。     

燃气导热油热源站高温循环泵筒体结构数值分析

为提高燃气导热油热源站高温循环泵安全可靠性能,满足350℃高温高压恶劣作业工况,改善耐冲蚀性能及延长使用寿命,采用有限元法对高温循环泵筒体在水压、热结构耦合工况数值分析;制定泵体水压及整泵运行工况性能试验方案。结果表明:筒体在水压及实际运行工况下最大应力分别发生在筒体与密封冷却腔焊接处、出口管与筒体相贯处,安全系数均大于设计要求并有足够安全裕量;通过模态分析获取筒体前六阶固有频率及振型,为避免筒体结构发生共振提供理论依据;同时试验方案验证了筒体与冷却腔体焊接式结构无泄漏、无变形、无异响,密封性能良好,完全满足燃气导热油热源站高温循环泵应用运行要求。     

轴流泵机械密封的改造与设计

某石化公司轴流泵机械密封多次发生泄漏,本文分析了机械密封失效的原因,对某结构和控制系统进行了改进设计,将原串联机械密封改造为串联气液膜密封,并设计了机械密封密封气的控制系统,最后通过机械密封结构的设计计算,对原机械密封结构进行了改造和优化,改造后的机械密封性能优于进口机械密封,实现了聚合反应器循环轴流泵长周期运行。     

CFR600二回路钠泵热传递数值分析与试验研究

本文首先利用CFD软件对设计的CFR600钠泵原型样机模型在正常运行工况下的内部温度场进行数值模拟,通过数值模拟分析结果得出热屏蔽盖内通过的合理冷却风量;然后据此风量在传热试验装置上对钠泵原型样机进行传热试验。试验结果表明:(1)热屏蔽设计及风量选择合理;(2)试验温度场与数值分析的温度场结果接近,但数值分析与传热试验的温度梯度方面存在一定差异,传热试验为温度场计算的修正提供了试验数据,数值分析方法后可应用于后续工程机的传热分析,降低试验成本,保证工程机在传热方面安全可靠。     

高压旋转接头机械密封结构设计

根据旋转接头使用工况,设计其机械密封结构,从理论上计算机械密封的轴向载荷、弹簧比压、端面比压和密封件过盈装配的过盈量公差范围。通过有限元分析验证过盈量设计计算的正确性和机械密封结构件设计的正确性,密封件结构强度满足设计要求。通过对旋转接头机械密封件的耐压和运转性能试验,验证机械密封结构设计的正确合理性,并能满足实际使用要求。     

超高速燃气涡轮泵机械密封的分析与研究

从辅助密封圈的预接触压力和接触压力、机械密封端面静态力平衡分析、摩擦副温度场和应力场分析3个方面,研究了某火箭发射时涡轮泵排气背压的增大对机械密封工作性能的影响,并得出了机械密封满足火箭发射使用要求的结论.     

高温高压换热设备自紧密封结构设计与试验研究

根据高温高压换热设备的环境工况及要求,设计一种自紧式密封结构,克服常用流体静密封形式所存在的不足。该密封结构在常温时可保证合理的间隙,热态工作时利用不同材料具有不同热膨胀系数的特点,通过热膨胀实现自紧,从而达到良好的密封效果。从理论上分析密封结构的材料选择、公差和间隙值选取,通过有限元软件进行膨胀分析、应力分析和疲劳分析,验证了密封结构设计的合理性。对设计的自紧式密封结构进行密封性能试验,试验结果表明:密封结构通过热膨胀可以实现自紧,密封性能满足使用要求。     

复杂工况机械密封腔内两相流的流场特性分析

以汽液两相流理论及方法为基础,采用CFD混合多相流模型,对处于高温、高压、高速复杂工况的波纹管集装式机械密封装置密封腔内两相流场进行了数值建模和分析,得到了由冲洗口位置的不同和密封环旋转引起的复杂三维流场特性,对不同的冷却效果进行对比,得到了最佳冷却位置,分析了密封腔内的温度场、压力场和速度场,并对比分析了密封腔压力随着不同主轴转速和不同冲洗液入口速度所呈现的规律,为高参数复杂工况下波纹管集装式机械密封装置的结构优化设计提供了理论依据。     

高温介质机械密封性能测试系统研制

针对石油化工等行业对高温介质机械密封产品的质量评价要求,研制高温介质机械密封性能测试装置及系统.该装置主轴采用悬臂设计,密封腔独立支撑,结构简单,便于安装密封;系统内高温介质采用强制循环,最高运行温度为400℃,并进行精确控制使温度趋于稳定.通过理论计算分析和运行试验可知,装置及系统设计安全可靠,运行稳定,完全能满足机...     

主给水泵机械密封技术改进分析

简述了核电厂给水泵机械密封的使用情况,详细分析了机械密封失效的原因以及技术改进的必要性。在此基础上优化了机械密封各部件材质,并根据工况对设计参数进行了合理的计算与校核。模拟现场工况进行了静压试验和运转试验,经过现场四年左右的运行验证,使用情况良好,主给水泵机械密封可靠性和稳定性满足设备的要求。     

集装式机械密封在石化企业中的应用

针对石化企业的特点，通过密封的结构分析和比较，设计出了适合多种工况的集装式机械密封，实验室试验和现场工业运行表明，设计出的集装式密封性能稳定可靠，寿命长，装拆性好。     

低温大口径高压轴流式止回阀研制

针对高压大口径轴流式止回阀超低温工况密封失效，特别是经过高压试验或者高压下开关动作后密封面损坏，阀门无法满足长周期稳定运行问题，设计了一种具有特殊阀内密封结构的高压轴流式止回阀。使用有限元软件对改进后的阀体结构进行强度分析校核；以相关型式试验论证，将阀门置于-196℃试验温度下，进行2 000次的阀门整机低温疲劳寿命试验，试验全过程中最大泄漏率为1 700 m L/min，远远低于标准规定上限值3 600 m L/min；经江苏LNG现场使用，结果表明通过结构优化，低温大口径高压轴流式止回阀性能完全满足LNG装置及超低温工况要求，主要性能和技术指标达到了国际上同类阀门的水平。     

脱硫装置离心式鼓风机低速端滑动轴承密封改造

针对某火电厂单级高速离心式鼓风机低速端滑动轴承梳齿迷宫密封存在漏油问题,根据密封要求及现场工况条件,提出采用磁力机械密封替换原有梳齿迷宫密封。根据密封要求,对磁力机械密封进行理论研究和结构设计。实际运行表明,设计的磁力机械密封能满足离心式鼓风机低速端滑动轴承的密封要求,解决了设备的漏油问题。     

核电泵用机械密封摩擦有限元分析

以不同工况下的机械密封环为研究对象,依据接触表面的温度,对各种工况时密封端面的接触状况及温度变化趋势进行了分析。结果表明:在极端工况下,机械密封环温度远低于相应材料的允许使用上限;在正常工况下,密封环由于摩擦生热引起的温升较小,由密封介质传导入密封环的热量引起的温升较大。机械密封在不同介质温度和不同密封压力下均可保证较好的运行性能。在极端工况下,密封动静环等效M ises应力均在较低的水平,不会导致密封环的失效破坏。由于密封压力作用引起的密封端面变形,密封端面液膜厚度沿压降方向呈发散分布;在端面外径处动静环将会产生局部接触磨损,密封介质温度对端面液膜厚度影响较小。     

浅探相关参数对机械密封摩擦热的影响

端面比压、弹簧比压、端面宽度是影响机械密封泄漏量、摩擦热量的重要因素,考虑摩擦特性、密封性能满足密封的要求,正确选择弹簧比压、端面比压,是机械密封维持最佳工况的关键。对于摩擦热量过大产生局部高温的情况,通过自冷却或强制冷却,使机械密封及时散热,防止密封失效,延长使用寿命。