在石油化工生产过程中,大量含油污水被集中回收后需经泵输送至污水处理装置进行统一处理,地下污水池中的含油污水一般都是通过长轴液下泵进行提升外送。近年来,因长轴液下泵故障导致的事故频发,事故的直接原因大部分是由于长轴液下泵的结构设计缺陷所致。为了避免此类事故的发生,国内大部分化工企业开始停止使用长轴液下泵输送含油介质。一种新型的强自吸式离心泵被用来替换大量长轴液下泵。由于不同生产装置的污水池深度差异较大,机泵安装后使用并不理想,尤其机械密封泄漏故障频现,严重影响装置安全生产。本文针对芳烃抽提装置雨水调节池污水新安装的强自吸泵机械密封失效的问题进行了深入研究。首先,本文根据强自吸泵的运行原理,将失效机械密封的工作状态划分为灌泵和正常运行两个阶段。采用有限元分析方法,对自吸泵机封的动环温度场进行了研究,又对温度变化引起的热变形和热-力耦合变形进行了分析。研究发现,单端面机械密封在强自吸泵中使用时,由于在灌泵阶段发生干摩擦,干摩擦产生的摩擦热是导致机封发生失效的根本原因。机械密封在高温下发生环热裂,失去了密封效果,强自吸泵无法完成灌泵。根据失效机械密封的分析结果,文中对密封进行了优化设计,着重解决密封环热裂失效问题。重新对密封进行了选型,由单端面改为双端面,并增加了冷却分液。同时,借助ANSYS Workbench对新机械密封的温度场、热力耦合变形进行数据模拟验证优化效果。最后,经实际现场的使用测试,结果表明优化后的密封完全符合使用要求,彻底解决了强自吸泵在低液位苛刻环境下的运行难问题。