汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封損壞原因分析及對(duì)策

鄭展友

(廣東省湛江電力有限公司，廣東湛江 524099）

汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封損壞原因分析及對(duì)策

鄭展友

(廣東省湛江電力有限公司，廣東湛江 524099）

根據(jù)湛江電廠汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從檢修工藝、設(shè)備質(zhì)量及運(yùn)行方式等方面對(duì)汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封損壞的原因進(jìn)行研討，并提出治理對(duì)策。

汽動(dòng)給水泵;機(jī)械密封損壞;原因分析;對(duì)策

1 概況

湛江電廠2號(hào)機(jī)為東方汽輪機(jī)公司生產(chǎn)的300 MW機(jī)組，配套的給水泵驅(qū)動(dòng)方式為1×100%BMCR的汽動(dòng)給水泵，1×50%B-MCR電動(dòng)調(diào)整給水泵作為備用。其中，汽動(dòng)給水泵為沈陽(yáng)水泵廠生產(chǎn)的80CHTA/4筒式多級(jí)離心泵，軸密封采用HSHF10/147型機(jī)械密封，是一種熱流體動(dòng)力式機(jī)械密封，改造前的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)及其冷卻系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 改造前的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)及其冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

從結(jié)構(gòu)圖和文獻(xiàn)〔1〕可知，機(jī)械密封的密封作用是靠動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間用密封表面存在一個(gè)很狹小的軸向間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在兩環(huán)之間形成了很薄的層流體薄膜，當(dāng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于兩密封面之間的摩擦作用引起密封腔內(nèi)的液體發(fā)熱，為了防止汽化，必須將摩擦產(chǎn)生的熱量及時(shí)導(dǎo)出，為此，在密封的周圍設(shè)有通有冷卻水的冷卻室，同時(shí)，動(dòng)環(huán)座設(shè)計(jì)成具有泵作用的形式，使在密封腔內(nèi)的液體經(jīng)冷卻器和2個(gè)磁性過(guò)濾器在一個(gè)封閉的冷卻系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)循環(huán)，提高了機(jī)械密封的工作效率。

近年來(lái)，湛江電廠2號(hào)機(jī)汽動(dòng)給水泵曾多次出現(xiàn)因汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封損壞造成軸端漏水，機(jī)械密封水溫度異常，被迫啟動(dòng)電動(dòng)給水泵帶負(fù)荷而停運(yùn)汽動(dòng)給水泵的事件。如此不僅會(huì)增加電廠的廠用電量，影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，而且由于汽動(dòng)給水泵檢修期間，因沒(méi)有備用泵而降低了機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

2 原因分析

(1)檢修安裝工藝不當(dāng)

該廠汽動(dòng)給水泵機(jī)械安裝一直使用克蘭機(jī)封的安裝方法，用公式 (d+e-59)來(lái)計(jì)算加減墊片量的方法進(jìn)行調(diào)整，而廠家技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)80泵機(jī)封使用克羅曼機(jī)封，其安裝只保證2個(gè)數(shù)據(jù)即可。如2個(gè)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不符合，則控制調(diào)整彈簧壓縮量在8～9 mm范圍。由于一直使用克蘭機(jī)封的安裝方法，可能存在過(guò)度壓縮彈簧的現(xiàn)象，從而加速機(jī)封的磨損。

(2)機(jī)械密封彈簧變形

若機(jī)械密封壓縮彈簧長(zhǎng)短不一致，彈簧壓縮后造成靜環(huán)的受力不均勻，出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象，產(chǎn)生漏水。如湛江電廠2號(hào)機(jī)組汽動(dòng)給水泵最近一次機(jī)械密封損壞情況檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，舊彈簧比新彈簧短了1～2 mm，且舊彈簧長(zhǎng)短不一，最大偏差達(dá)到2 mm。繼續(xù)使用舊彈簧容易使靜環(huán)不垂直，動(dòng)靜環(huán)接觸面產(chǎn)生張口，如在彈簧力作用下無(wú)法消除張口，機(jī)械密封馬上就會(huì)泄漏;即使該張口消除了，但由于各處的彈簧力不一樣，動(dòng)靜環(huán)就會(huì)發(fā)生偏磨的情況，加快機(jī)械密封磨損速度，縮小機(jī)封壽命。另外由于舊彈簧變短了，為了調(diào)整到原設(shè)計(jì)的壓緊力，就必須增加調(diào)整墊片的數(shù)量，而墊片越多，機(jī)械密封的平行度越難保證。

(3)機(jī)械密封水磁性濾網(wǎng)堵塞

機(jī)械密封的密封面加工精度要求在0.03 mm以內(nèi)，細(xì)微的裂紋會(huì)使機(jī)封的密封面粗糙增大，在動(dòng)環(huán)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)將切割材質(zhì)較軟的靜環(huán)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后將會(huì)導(dǎo)致動(dòng)、靜環(huán)磨損，使機(jī)械密封漏水大，縮短機(jī)械密封使用壽命。

(4)機(jī)械密封的材質(zhì)問(wèn)題

湛江電廠2號(hào)機(jī)汽動(dòng)給水泵的機(jī)械密封曾在運(yùn)行不夠1個(gè)月時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的現(xiàn)象，雖然機(jī)械密封安裝使用克蘭機(jī)封的安裝方法不當(dāng)，但同樣的安裝方法以前使用壽命不少于3年，且汽動(dòng)給水泵的機(jī)械密封在近2年來(lái)多次出現(xiàn)過(guò)故障，說(shuō)明機(jī)封的質(zhì)量存在問(wèn)題，從該廠在1號(hào)機(jī)大修時(shí)，測(cè)量1號(hào)機(jī)汽動(dòng)給水泵靜環(huán)厚度曾出現(xiàn)相差4 mm的現(xiàn)象足以佐證。

(5)機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)之間積存空氣未放盡，造成動(dòng)、靜環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)短時(shí)干磨引起動(dòng)環(huán)磨損

汽動(dòng)給水泵在設(shè)計(jì)安裝中處于一個(gè)較高的位置(12.6 m層)，因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，泵體內(nèi)很容易產(chǎn)生氣體 (空氣或汽化后的蒸汽都會(huì)在高處積聚)，機(jī)械密封冷卻水有1個(gè)排空氣門(mén)，每次起泵前都要進(jìn)行排氣，如氣體不能及時(shí)排凈，機(jī)封動(dòng)、靜環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)就容易出現(xiàn)干磨現(xiàn)象。

3 預(yù)防措施及對(duì)策

(1)從檢修工藝上確保檢修質(zhì)量。制定出汽動(dòng)給水泵檢修作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，指導(dǎo)書(shū)中應(yīng)明確汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封冷卻水磁性濾網(wǎng)的檢查清洗和機(jī)械密封彈簧長(zhǎng)度及壓緊力檢查等內(nèi)容，明確規(guī)定機(jī)械密封安裝方法及安裝數(shù)據(jù)，對(duì)變形的彈簧應(yīng)及時(shí)更換，有條件時(shí)應(yīng)在更換機(jī)械密封的同時(shí)更換彈簧。

(2)加強(qiáng)日常維護(hù)工作。檢修人員應(yīng)定期對(duì)機(jī)械密封冷卻水磁性濾網(wǎng)進(jìn)行檢查清洗，確保管路清潔無(wú)堵塞。

(3)使用合格的機(jī)械密封。購(gòu)買(mǎi)機(jī)械密封時(shí)，應(yīng)選擇信譽(yù)較高的廠家，同時(shí)必須提供完整的產(chǎn)品合格證明。

(4)加強(qiáng)運(yùn)行方式管理。為了防止因汽動(dòng)給水泵的機(jī)械密封冷卻水中積空氣而出現(xiàn)干磨現(xiàn)象，要求運(yùn)行人員加強(qiáng)對(duì)汽動(dòng)給水泵的機(jī)械密封冷卻水排氣工作。不僅在汽動(dòng)給水泵檢修后注水時(shí)要排氣，停運(yùn)再啟動(dòng)時(shí)也要排氣，并且為了防止排氣后重新產(chǎn)生氣體，應(yīng)在小機(jī)沖轉(zhuǎn)前10 min再進(jìn)行一次徹底的排氣工作。

(5)機(jī)封冷卻水系統(tǒng)改進(jìn)。為了防止汽動(dòng)給水泵在小機(jī)盤(pán)車狀態(tài)時(shí)因汽前泵停運(yùn)，造成機(jī)械密封供水量不足，引起機(jī)械密封動(dòng)、靜密封面磨損，對(duì)機(jī)械密封冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改造后的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)及其冷卻系統(tǒng)如圖2所示，改造后的系統(tǒng)加裝了1路凝結(jié)水作為機(jī)械密封冷卻水的備用水源，小機(jī)盤(pán)車及沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，保持閥1，2打開(kāi)，閥3關(guān)閉，從而保證了小機(jī)盤(pán)車及沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，汽動(dòng)給水泵的機(jī)械密封不會(huì)出現(xiàn)干磨現(xiàn)象。

圖2 改造后的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)及其冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

4 結(jié)論

湛江電廠2號(hào)機(jī)汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封系統(tǒng)經(jīng)采取以上預(yù)防措施后，運(yùn)行情況良好，避免了因機(jī)械密封損壞，造成機(jī)械密封漏水而停汽動(dòng)給水泵的故障，提高了機(jī)組帶負(fù)荷的可靠性及經(jīng)濟(jì)性。

〔1〕沈陽(yáng)水泵廠.HSHF10/147型機(jī)械密封使用說(shuō)明書(shū)〔S〕.

鄭展友，男，汽輪機(jī)高級(jí)工程師，從事300 MW汽輪發(fā)電機(jī)組的汽輪機(jī)運(yùn)行管理工作。

TK223.5

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1008-0198(2011)03-0053-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2011.03.017

2010-12-06