輔助蒸汽電鍋爐給水泵機(jī)械密封缺陷分析與改進(jìn)

孫營

摘要：本文分析了全廠公用輔助蒸汽生產(chǎn)系統(tǒng)給水泵的機(jī)械密封缺陷形成原因并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：輔助蒸汽；核電廠；給水泵；主要缺陷及原因分析

給水泵是電鍋爐液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分，一旦給水泵出現(xiàn)故障將嚴(yán)重危害鍋爐的運(yùn)行安全，嚴(yán)重的還將導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。通過科學(xué)的分析與故障原因的查找是排除和解決鍋爐給水泵故障的基礎(chǔ)，只有針對故障成因進(jìn)行排除才能避免同類型故障的再次出現(xiàn)。根據(jù)檢修記錄統(tǒng)計(jì)，給水泵故障主要集中在機(jī)械密封處。

2009年0XCA001/002PO 解體檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)泵機(jī)械密封O形圈與軸配合處有磨損，機(jī)械密封存在內(nèi)漏?？赡茉斐尚孤兜脑蛴幸幌聝牲c(diǎn)：

1.鍋爐內(nèi)長期處于高溫狀態(tài)，循環(huán)泵的葉輪等部分設(shè)置在壓力容器內(nèi)部，雖然機(jī)械密封不在水中，但如果機(jī)械密封冷卻水方面發(fā)生問題就會使機(jī)械密封內(nèi)部O型圈老化失效而造成泄露。

2.該泵無軸套，動環(huán)密封圈與軸之間存在著微量的相對運(yùn)動，在動環(huán)密封圈與軸接觸處的軸表面會產(chǎn)生粗糙的磨痕和斑點(diǎn)；當(dāng)密封圈老化形成微泄露時(shí)，高溫介質(zhì)存進(jìn)入間隙進(jìn)而形成腐蝕。另外，動環(huán)密封圈在與大氣接觸的一側(cè)，由于有氧氣的存在，腐蝕加劇，因此磨痕和斑點(diǎn)更明顯。

由此可見，防止機(jī)械密封失效的最有效手段是要確保機(jī)械密封冷卻管路通暢。

機(jī)械密封冷卻不涼可能造成更為嚴(yán)重的結(jié)果，例如裂紋、斷裂等。

10年3月0XCA001PO檢查發(fā)現(xiàn)驅(qū)動端機(jī)封動環(huán)套磨損嚴(yán)重，非驅(qū)動端動靜環(huán)斷裂，機(jī)封密封失效，更換機(jī)械密封；同年8月再次發(fā)現(xiàn)0XCA001PO非驅(qū)動端漏水，解體后發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封靜環(huán)表面有環(huán)狀溝紋和裂紋。

造成這種現(xiàn)象的原因是介質(zhì)已經(jīng)發(fā)生汽化或抽空，摩擦副發(fā)生干或半干摩擦，密封表面溫度急劇升高，摩擦副過熱，一旦液體重新出現(xiàn)，摩擦副被急劇冷卻，產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力。

理論上講，摩擦副運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的摩擦熱要通過沖洗的液體導(dǎo)走，以保持摩擦副的溫度不至于過高，密封面間的液膜不汽化，密封才能穩(wěn)定工作。而XCA給水泵的密封沒有沖洗，短時(shí)間內(nèi)看不出什么弊端，但長期使用就會發(fā)現(xiàn)一些問題：

⑴摩擦熱不能及時(shí)導(dǎo)走，摩擦副溫度高，密封端面間易汽化，工作不穩(wěn)定，易失效；

⑵當(dāng)密封腔內(nèi)出現(xiàn)少量汽化現(xiàn)象時(shí)，很易發(fā)展成為汽蝕，使密封遭受嚴(yán)重?fù)p壞。

因此，建議在泵上增加外沖洗即軸封冷卻裝置，這樣可以有效的避免密封的損壞。

此外，機(jī)械密封安裝及設(shè)計(jì)也存在問題，主要總結(jié)如下：

機(jī)械密封的動環(huán)套強(qiáng)度較小，在（在組裝完機(jī)械密封鎖定動環(huán)套時(shí)）安裝靜環(huán)定位塊螺釘時(shí)，易造成動環(huán)套的微量變形，動環(huán)套與靜環(huán)及靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔間隙較小，在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，正常的振動及徑向跳動，易造成動環(huán)套與靜環(huán)或靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔摩擦。

泵體上僅有兩個(gè)螺栓通過兩個(gè)方形定位孔對軸承壓蓋進(jìn)行定位、固定，很難在安裝中精準(zhǔn)定位，結(jié)合動環(huán)套強(qiáng)度較小、安裝中易產(chǎn)生微量變形，加大了動環(huán)套與靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔摩擦的概率。

靜環(huán)定位口設(shè)計(jì)不合理，檢修中發(fā)現(xiàn)，靜環(huán)密封圈在安裝中均存在擦傷（廠家在進(jìn)行靜環(huán)安裝時(shí)，造成靜環(huán)密封圈擦傷），存在外漏風(fēng)險(xiǎn)。

對目前存在的問題，通過分析，提高安裝精度，通過分析缺陷產(chǎn)生的因素，合理緊固靜環(huán)定位塊螺釘，避免動環(huán)套的微量變形，通過在線調(diào)整等，保證壓蓋定位精度，避免出現(xiàn)動環(huán)套與靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔摩擦，安裝中充分保證靜環(huán)的補(bǔ)償空間，保證動靜環(huán)間良好的密封狀態(tài)。

與廠家確認(rèn)，在保證泵軸套強(qiáng)度的情況下，減小泵軸套的尺寸，依此增大動環(huán)套厚度，改善動環(huán)套的強(qiáng)度，避免在安裝中極易出現(xiàn)微變形問題；在機(jī)封壓蓋上增加內(nèi)定位環(huán)，解決在安裝機(jī)封壓蓋時(shí)不易精準(zhǔn)定位問題；改善靜環(huán)定位口形狀，防止出現(xiàn)擦傷靜環(huán)O圈。

結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，運(yùn)行至今未再次發(fā)生機(jī)械密封碎裂情況。

輔助蒸汽生產(chǎn)系統(tǒng)是核電廠的重要組成部分，對電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的影響。因此，每個(gè)設(shè)備的維護(hù)與管理均需得到檢修人員的重視。以故障預(yù)防為目的科學(xué)的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，及時(shí)跟換使用壽命到期的零部件，避免零部件損壞后對機(jī)組造成更大的損壞。建立設(shè)備檢修記錄，根據(jù)運(yùn)行情況以及記錄科學(xué)的分析，確定更換時(shí)間，以此保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧永泉《機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)》機(jī)械工業(yè)出版社.2004（5）.

[2]蔣震西，段軼.機(jī)械密封在水泵維修中的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修.2010（08）.

[3]李躍喜.油田生產(chǎn)水泵機(jī)械密封優(yōu)化改造[J].石油天然氣學(xué)報(bào). 2010（06）.