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。但在實際工程應用中，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、潛水排污泵機械密封技術參數(shù)
該泵型號為WQ30-35-7.5,在正常工作時，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罐中的各種工藝流體(包括大量的冷卻水)定時輸送到污水處理站進行凈化處理，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，固體顆粒就會進入內(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)
當污水儲罐中的液體抽送完畢后，泵自動停止運行，而當儲罐中液體積聚到規(guī)定液位后，泵又自動切換至運行狀態(tài)，正是由于泵處于頻繁的開停狀態(tài)，使機械密封出現(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)，當儲罐中液位下降到一定程度時，很容易使泵出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲，此現(xiàn)象的產(chǎn)生必然導致密封出現(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)復雜，運行費用大增，且輔助系統(tǒng)的可靠性直接影響到密封的使用效果。
3、潛水排污泵機械密封的改造
由于錐面機械密封特別適合于含有固體懸濁物的泵送設備，所以將密封面改為錐面密封。靜環(huán)材料為填充四氟乙烯，動環(huán)材料為不銹鋼，錐面噴涂碳化鎢。其主要特點如下。
(1)錐面機械密封的動環(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)密封套和動環(huán)都具有一定的浮動性，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入密封面。
介質(zhì)泄露方向與其離心力方向成一定角度，對減少泄漏有利。