注入式轴密封(有时称为无填料式填料函)用于控制热水 离心泵 的泄漏。将冷水注入每个密封以抑制或调节热水泄漏，否则热水会闪蒸到泵外。 注入式轴封具有较高的可靠性且需要很少的维护。主要用于轴速较高(3600r/llin以上)及输送温度高于250’F(120℃)的发电厂锅炉 离心泵 或反应器 离心泵 。在这些条件下，常规的填料或机械
密封填料函不适合或不理想。 注入式轴封或为齿形节流衬套，或为浮环式密封结构，可以调节受控泄漏的流量，温度和压力。冷液的注入量和密封中的所有热水量取决于操作压力，但受紧密的密封间隙限制并由注入液控制阀调节。 密封的操作温度由围绕密封外侧流动的冷注入液控制。密封的注入口使冷凝注入液进入轴部以封住热水或与密封中的热水混合，以使密封的泄漏液变冷。 密封的设计必须使 离心泵 入口或泵内平衡装置室的压力与泵外空气侧之间具有足够的压降。冷泄漏液到达密封外侧后，靠重力排放管输回到发电厂的给水系统。 一、齿形节流衬套 齿形(有时称为迷宫式或槽式)衬套的结构随生产厂商的不同而有所不同，但齿形结构基本上包括一个以合理小间隙运转的转动轴，如以每英寸轴径为0.002-0.003in(每毫米轴径的间隙0.002-0.003mm)运转在安装于泵壳端盖内的纯不锈钢(通常含铬12%)静止衬套内。槽形齿适合硬化了的不锈钢转动表面(通常为轴套)或也适合静止衬套或适合动、静两种表面，起高节流作用或降低填料函的泄漏。 齿形结构比平滑轴向表面能够形成更有效的压降并能加大运转间隙，使外来的杂质颗粒，如砂粒在槽中通过或冲出去。加大间隙还可对由瞬变温度造成的变形或组装不对中而引起的动、静部件间的任何位移提供更大的余度。与平滑轴向表面相比，在间隙处的槽形旋转的表面面积大大地减小了，因此在瞬变运行时，动、静部件间金属表面的接触也减少了。 通过减小注入式密封的转动间隙可以减少密封的泄漏，但较小的间隙将限制齿形密封适合径向轴位移的能力。减小任何注入式密封结构的间隙都可能导致因缺少可用的注入冷水而引起热变形问题，也可能由于积存在密封转动配合间的颗粒而加重磨损。 二、浮动环结构 分体式节流衬套由许多浮动环组成，它可以与轴的径向运动保持一致，并保证较小的转动间隙以减少密封泄漏。浮动环填料函的结构随泵生产厂商的不同而不同，但基本上是由一排经过硬化处理的，马氏体不锈钢环(通常为含铬17%)组成，而不是一个静止的衬套。这些环在一个光滑的，经硬化处理的马氏体不锈钢(通常含铬12%至17%)的转动轴套表面上转动。 这些独立的环都装在一个安装于泵壳端盖内的壳体内。每个环都紧贴相邻的一个不锈钢隔环安装，以保证在轴向上形成静密封，但环仍可以与轴一起在径向方向上运动。环的轴向荷载在操作时由液压提供，在泵闲置时由弹簧提供。通常由销钉和/或槽结构来阻力环的转动。 在环与轴套之间有一个小的径向间隙，通常每英寸轴径为0.001-0.0015in，以此实现对通过有限数量密封环的泄漏进行充分节流。每个环的长度随注入式密封的直径而不同，但常用长度为0.5in(l3mm)。径向间隙可以使注入液流量减少，但却增加了密封对进入密封泄漏液里外来颗粒的敏感性。 每个密封环可以沿径向移动(浮动)，从而找到与轴相对应的平衡转动位置。高达O.016in(0.4:nm)的径向浮动能力增加了轴在穿过密封区时的不对中偏差。多个密封环还可以进一步减轻转动和静止件之间，任何由初装误差或在泵载荷变化时因温度变化引起变形，从而造成的角位移的影响。 有些注入型轴封在同一填料函里采用了齿形和浮动环的组合。对于每一种密封，都要求在装拆时细心维护，动、静部件精确对中，而且要小心操作以避免划伤零件。而清洁对于轴封来说是最为主要的。 三、冷凝液注入的要求 由于锅炉 离心泵 及反应器进料泵通常有较高的给水温度，如250一500OF(120一260℃)，其蒸汽压力高于外部大气压力，密封泄漏液必须进行冷却以防止在填料函内或泵外闪蒸。冷却过程通常是将来自电厂冷凝液泵的冷凝液直线注入到密封处，以冷却填料函零件及密封泄漏液。 注入冷凝液的量取决于几个因素，包括(1)结构是齿形的还是浮动环的，(2)密封控制系统的类型，(3)转动配合的直径、间隙和转速，(4)泵内的压力和温度。一个典型的填料函流量计算的例子为转速5500r/nlin的锅炉给水泵，配备温度控制的密封系统(稍后叙述)及一个直径为sin(127mln)径向间隙为0.015in(O.38mm)的齿形密封。其流量大致如下: (1)每个密封的总注入量:5-15gal/min(0 .3-1 .0L/s) (2)从泵内至密封的泄漏量:0-5gal/min(0-0 .3L/s) (3)每个密封的排放量:8一2ogal/rain(0 .5-1 .3 L/s) 假定密封为浮动环结构(间隙为齿形衬套的间隙的一半)，则上述条件只需有较大间隙的齿形衬套结构所需注入液量的50%-60%。 在泵的备用期间，由于转速很低或零转速，或泵内压较高，或在停用期间泵的平衡设施引发较高的内泄漏等都会降低密封节流效果，因此，需要较大的注入量和泄漏量。对多级泵的两个填料函的注入量可能会不同，这是由于在泵一端的平衡作用的结果。 85-110F(30~45℃)的冷凝液通常来自电厂冷凝液泵或辅助冷凝液增压泵的出口。冷凝液供应压力与锅炉给水 离心泵 的内部压力不同，要想密封运行良好，就必须采用注入控制系统。 不同电厂给水系统的布置方案不同，压力和温度的变化范围很广，与之相应的冷凝液注入系统也不尽相同。注入系统的4种基本类型为 1)手动，(2)压差控制，(3)温差控制，(4)恒定排水温度控制。 1.手动系统 手动流量控制系统需要在电厂负荷变化而使上海高良泵的操作条件发生变化时，手动设定或重新调节每个填料函的阀门。尽管可以使用这样的控制系统，但由于它不能自动弥补快速变化的工况，所以通常不推荐使用。 2.压差控制系统 压差控制轴封能够维持冷凝液的压力高于锅炉给水泵的进口压力并使冷凝液注入到密封的中心处。在维持注入压力高于泵密封腔压力的情况下，一小部分注入水流至泵体内，大部分注入水流出密封后去紧邻泵轴承座的集流室内。集流室内的泄漏液连通大气，最终靠重力流回到主给水系统。 压差控制系统有一个气动注入控制阀，装在冷凝液注入管线上。这个阀门由来自压差控制器的气体信号控制，压差控制器保持注入压力与泵内部压力之间的设定压差为10-25 lh/inZ(70-1 70kN/mZ)。但由于操作压力改变会影响阀的置位，从而使压力等发生变化，由此造成反馈的不稳定，所以此系统并不总是最佳的选择。在用于热水时的另一个不利因素是系统连续向热泵内注入冷凝液，包括泵停用时期，会影响泵的预热状态。 3.温差控制系统 温差控制系统在运行中维持密封排水高于注入水温度25OF(14℃)的温差。温差保证了锅炉热给水的连续外漏。外漏热水是必要的，它可以保证冷水不会注入到泵内，从而排除了在压差控制系统下发生的热变形。控制阀与用于压差控制系统的控制阀相同。 4.恒定排水温度控制系统 恒定排水温度控制密封系统通过节流注入流量，维持设定的密封排水温度来控制热泄漏。这个系统在每条密封排放管线上都有一个
温度传感器。每个传感器与一个有温度显示的控制器相联，这个控制器给冷凝液注入管线上的气动控制阀提供气动信号以控制密封注入液的流量。当使用热电偶或电阻式热探头感应温度时，通常采用电子控制系统。信号输出经过一个I/P控制器处理后，根据需要调节气动节流阀的置位。 冷凝液注入到填料函的中心部位并允许与泵内部进入到密封的热水混合。排放温度维持在预定的140-150F(60-66℃)以防止在填料函或排放管中发生闪蒸。位得注意的是，使用本系统会有一些热水进入密封。因此，冷凝液不进入热的泵体，不会对泵的预热产生负面影响，特别是在泵长期闲置的情况下。冷凝液的注入压力应至少等于填料函的内压加上冷凝液注入源与热水混合物间的摩擦损失。值得注意的是，本系统的冷凝液供给压力与锅炉给水泵的入口压力，在差不多相等时仍可使操作状况令人满意。这种控制除了对泵操作条件变化作出快速反应外，还会始终提供适量的注入水以维持既定的排水温度。 5.中间泄漏系统 中间泄漏轴封系统有许多不同结构，但基本上是采用一个来自填料函中心部位的泄放装置。这个系统可用在锅炉给水 离心泵 入口存在高压时，以减小填料函的内部压力。为了产生正向泄漏流动，中间泄放的液体由管道送回至装置给水系统的低压点处，如装置冷凝器，加热器或增压泵等压力低于给水泵入口压力的地方。但泄漏终点处的背压必须高于泄放蒸汽压以防止泄放管线中发生闪蒸。背压可以是泄放终点的压力，或者也可以是由孔板或阀门产生的压力。 设有中间泄放系统的冷凝液的注入轴封，在入口压力超过250lh/in2(1725kN/m2)时，轴封的长度必须很长以达到适当的压降。较长的轴封需要较厚的泵壳端盖，由此会对 离心泵 的价格有影响，并且还需要一个较长的转动元件，这样会对转子的动力学效果产生负面影响。当锅炉给水增压泵能够向给水泵吸入口提供高压，或是在没有除气用的开式加热器的封闭给水系统中，采用中间泄放式轴封是十分有效的。在这种系统中，当装置负荷较低时，冷凝液泵的出口流量可全部转加到给水泵上。 对于在增压泵与给水泵之间有给
水加热器的装置，
