输送介质压力小于密封介质压力就双端面接触式机械密封而言，为了保证其正常的密封功能，理论上要求两密封之间注入的隔离流体压力必须高于被密封介质的压力01015MPa，以防止高危险性介质的泄漏。但是在实际工程应用中，作为隔离流体的软化水压力并未大于02MPa，小于输送介质最高压力070MPa，显然，隔离流体并未有效地阻止介质进入密封端面，使双端面机械密封的使用效果不理想。
输送介质中含有大量的高硬度固体颗粒由于料浆泵输送介质中含有大量的氧化铝固体颗粒，其粒度小于20m，极易进入密封端面之间，产生剧烈的磨粒磨损，使密封早期失效。而且，由于隔离流体压力在相当一段时间内小于泵送介质的压力，固体颗粒会进入内侧密封的端面之间，使失效几率大大增加。
软填料密封的失效分析生产应用表明，传统软填料密封结构存在以下问题。
（1）由于填料与轴（或轴套）之间的径向接触压力较大，而填料的耐磨性能不高，填料与轴的磨损均很严重，致使轴封很快失效。
（2）由于在密封介质中含有大量的NaOH、Na2CO3和CaCO3等碱性物质，碱性物质与盘根接触将影响盘根的弹性，虽然选用了较为耐碱的填料盘根，但一般经过34天，盘根将变硬，填料盘根失效，造成大量的物料外泄。
（3）采用软填料密封时，需要在密封之间均注入一定压力的软化冲洗水。而大量的隔离冷却水进入流程后，在蒸发工序中需要消耗大量的蒸汽，增加了能耗。
由于填料与轴（或轴套）之间的径向接触压力较大，摩擦将引起电耗增加，此部分能耗一般占泵总能耗的1753%.
由以上分析可知，普通的双端面接触式机械密封和软填料密封难以适用于氧化铝生产用离心泵的恶劣工况条件，无法保证泵密封的长周期安全运行，会发生密封介质泄漏，造成极大的经济损失；同时，污染周围环境，致使泵、电机腐蚀严重。
非接触式机械密封的研制与实验针对料浆泵的工况特征以及现有密封的使用状况，在大量实验研究的基础上，设计出带缓冲液的液膜润滑非接触式机械密封（）。考虑到工艺要求，缓冲液选用经过滤的自来水，其压力为01502MPa，过滤精度为5m.缓冲液经密封箱8上的注入孔引入上机械密封（主要由动环7和静环6、12组成）之间。
该液膜润滑非接触式机械密封采用集装式双端面非接触式机械密封，动环为整体碳化钨结构，静环为浸金属石墨（）。密封动环两侧的端面结构，内侧端面螺旋槽（a）的主要作用是将微量洁净的缓冲液送至端面之间，形成一层稳定的润滑膜，避免密封端面在设备正常运行、压力波动、频繁开停或抽空等状态下出现剧烈的干摩擦，同时避免隔离介质进入密封端面而产生磨粒磨损；外侧端面螺旋槽（b所示）的主要功能是防止缓冲液向大气侧的泄漏，同时实现摩擦副端面的非接触，保证密封工作的稳定性和可靠性。采用集装箱式密封结构，一是可以对密封进行静压试验，检验其各零件的加工质量，二是可以避免密封在包装、运输及装配过程中出现意外损坏，保证密封的装配质量。然后，对研制开发出的液膜润滑非接触式机械密封进行全面的模拟性能试验。在实验阶段，依次改变密封介质压力、转速等参数，以及频繁起停等，进行各种模拟工况的性能试验，累计时间超过100h，期间未发现密封介质泄漏问题，其它性能指标亦基本达到设计要求。
（1）可以实现密封介质的零泄漏或零逸出（统称零逸出）。
（2）密封使用寿命大大延长。由于密封摩擦副处于非接触状态，端面之间不存在直接的固体摩擦磨损，理论使用寿命无限长。
（3）能耗明显下降，运行效率相应提高。
（4）对带缓冲流体的零逸出非接触式机械密封，缓冲液的压力远远低于密封介质的压力，且无须循环，消耗量亦小。
（5）可以在更高PV值、高含固体颗粒介质等条件下使用。
使用效果2005年10月在我公司氧化铝厂五车间料泵上使用非接触式械密封装置，在同一工况条件下，对使用接触式机械密封和非接触式械密封的料浆泵进行数据对比。测定情况非接触式机械密封在氧化铝生产上的应用与研究数据追踪月度统计。 |
