本文關(guān)鍵詞：釜用機械密封失效分析與監(jiān)控系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：攪拌釜是石油化工、化纖、制藥等工業(yè)生產(chǎn)中的核心設(shè)備之一,軸封是影響攪拌釜性能的關(guān)鍵因素。目前,絕大多數(shù)攪拌釜的軸封采用機械密封結(jié)構(gòu),但在用的釜用機械密封經(jīng)常過早發(fā)生失效,達不到預(yù)期的壽命,嚴重影響企業(yè)生產(chǎn)。傳統(tǒng)的釜用機械密封裝置監(jiān)控系統(tǒng)十分落后,無法實時監(jiān)測機械密封的運行狀態(tài)并在密封失效早期作出預(yù)警,最終導(dǎo)致密封徹底失效。因此,本文展開釜用機械密封失效分析和監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的研究,以期提高釜用機械密封運行的可靠性。以釜用機械密封過量泄漏為頂事件建立了釜用機械密封失效故障樹,得到了較為全面的釜用機械密封失效路徑和基本原因。通過故障樹分析得到：密封端面泄漏對造成釜用機械密封過量泄漏的影響最大；在可能引起釜用機械密封失效的原因中,設(shè)計類和使用類因素占較大的比重,制造和安裝類因素占較小的比重；其中,阻封方式選擇或操作不當(dāng)是當(dāng)前釜用機械密封應(yīng)用存在的一個普遍問題。提出了釜用機械密封失效基本原因?qū)?yīng)的一般性對策。利用ANSYS和MATLAB軟件建立了考慮密封端面實際變形的影響的接觸式機械密封端面泄漏率流固耦合數(shù)值計算模型,研究了密封端面泄漏率的主要影響因素對端面泄漏率的影響規(guī)律。密封端面泄漏率隨密封介質(zhì)壓力、密封端面壓差、密封端面表面粗糙度的增大而增大,隨彈簧比壓的增大而減小,且密封端面壓差、密封端面表面粗糙度對端面泄漏率的影響比較顯著。分析了恒壓型和恒壓差型阻封方式下釜用機械密封運行過程中密封端面兩側(cè)的承壓特點,并采用ANSYS軟件計算了密封端面的應(yīng)力分布,進而計算密封端面運行過程中的最大pcV值。以穩(wěn)定磨損后密封端面在運行過程中的最大pcV值為指標判斷端面磨損狀態(tài)的好壞,恒壓型阻封方式下釜用機械密封端面的接觸磨損狀態(tài)要好于恒壓差型阻封方式。提出了釜用機械密封阻封方式的操作建議,即如果工藝允許,應(yīng)先穩(wěn)定密封工作壓力再運行釜用機械密封。研發(fā)了基于泄漏靈敏管的釜用機械密封泄漏率監(jiān)測系統(tǒng),分析了液位變送器測量精度、靈敏管規(guī)格和計算液位時間間隔對泄漏率計算誤差的影響,給出泄漏靈敏管規(guī)格和液位計算時間間隔的選擇方法。以LAB VIEW軟件為開發(fā)平臺設(shè)計了監(jiān)控系統(tǒng)的泄漏率監(jiān)測與報警程序和補液罐阻封液自動補液程序。搭建了基于泄漏靈敏管的釜用機械密封泄漏率監(jiān)測與報警試驗臺,對監(jiān)控系統(tǒng)進行性能測試,驗證了設(shè)計程序的正確性。本文研究的內(nèi)容對于指導(dǎo)釜用機械密封的設(shè)計、制造和使用維護,完善釜用機械密封失效機理的理論研究,進而提高釜用機械密封運行的可靠性具有重要的科研和工程實際意義。
【關(guān)鍵詞】：釜用機械密封 故障樹 端面泄漏 端面磨損 泄漏率監(jiān)控
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH136;TP277
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 第一章 緒論17-23
• 1.1 課題來源、研究目的及意義17
• 1.1.1 課題來源17
• 1.1.2 研究目的及意義17
• 1.2 課題相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 釜用機械密封失效分析研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.2 釜用機械密封監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 基于故障樹的釜用機械密封失效分析23-39
• 2.1 釜用機械密封失效故障樹的建立23-31
• 2.1.1 釜用機械密封及輔助裝置的基本結(jié)構(gòu)23-26
• 2.1.2 釜用機械密封的失效模式26
• 2.1.3 頂事件的選擇26-27
• 2.1.4 釜用機械密封失效故障樹27-31
• 2.2 釜用機械密封失效的FTA定性分析31-34
• 2.2.1 釜用機械密封過量泄漏的最小割集32
• 2.2.2 輔助密封泄漏的最小割集32
• 2.2.3 密封端面泄漏的最小割集32-33
• 2.2.4 密封環(huán)滲漏的最小割集33-34
• 2.3 釜用機械密封失效的綜合分析與對策34-38
• 2.3.1 設(shè)計類基本原因分析與對策36-37
• 2.3.2 制造類基本原因分析與對策37
• 2.3.3 安裝類基本原因分析與對策37
• 2.3.4 使用類基本原因分析與對策37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 釜用機械密封端面泄漏率數(shù)值計算和影響因素分析39-61
• 3.1 接觸式機械密封端面泄漏率數(shù)值計算模型39-41
• 3.1.1 考慮粗糙度影響的密封端面潤滑模型39-40
• 3.1.2 密封端面間隙計算模型40-41
• 3.1.3 密封端面泄漏率計算模型41
• 3.2 接觸式機械密封端面泄漏率數(shù)值計算程序41
• 3.3 釜用機械密封端面泄漏率計算實例及結(jié)果驗證41-52
• 3.3.1 密封端面泄漏率計算42-51
• 3.3.2 計算結(jié)果試驗驗證51-52
• 3.4 密封端面泄漏率影響因素分析52-60
• 3.4.1 密封介質(zhì)壓力對端面泄漏率的影響53-54
• 3.4.2 密封端面壓差對端面泄漏率的影響54-56
• 3.4.3 密封端面綜合表面粗糙度對端面泄漏率的影響56-58
• 3.4.4 彈簧比壓對端面泄漏率的影響58-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第四章 恒壓和恒壓差阻封方式下釜用機械密封端面磨損分析61-77
• 4.1 恒壓型阻封方式下釜用機械密封端面磨損分析61-68
• 4.1.1 密封端面兩側(cè)的承壓特點61-62
• 4.1.2 介質(zhì)端機械密封端面的受力分析62-66
• 4.1.3 大氣端機械密封端面的受力分析66-67
• 4.1.4 恒壓型阻封方式下密封端面受力對端面磨損的影響67-68
• 4.2 恒壓差型阻封方式下釜用機械密封端面磨損分析68-75
• 4.2.1 密封端面兩側(cè)的承壓特點68-69
• 4.2.2 介質(zhì)端機械密封端面的受力分析69-72
• 4.2.3 大氣端機械密封端面的受力分析72-74
• 4.2.4 恒壓差型阻封方式下密封端面受力對端面磨損的影響74-75
• 4.3 兩種阻封方式下密封端面接觸磨損狀態(tài)對比與操作改進75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 第五章 基于泄漏靈敏管的釜用機械密封泄漏率監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)77-93
• 5.1 監(jiān)控系統(tǒng)總體方案77-84
• 5.1.1 監(jiān)控系統(tǒng)組成77-79
• 5.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)工作原理79-83
• 5.1.3 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的基本框架83-84
• 5.2 監(jiān)控系統(tǒng)LABVIEW程序設(shè)計84-87
• 5.2.1 釜用機械密封泄漏率監(jiān)測與報警程序84-86
• 5.2.2 補液罐自動補液程序86-87
• 5.3 監(jiān)控系統(tǒng)性能測試87-92
• 5.3.1 性能測試試驗臺88-89
• 5.3.2 性能測試方案步驟89
• 5.3.3 測試結(jié)果及討論89-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 第六章 總結(jié)和展望93-95
• 6.1 全文總結(jié)93-94
• 6.2 研究展望94-95
• 參考文獻95-99
• 致謝99-101
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文101-103
• 作者及導(dǎo)師簡介103-104
• 附件104-105

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：釜用機械密封失效分析與監(jiān)控系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：279512