汽轮机给水泵填料密封失效分析与改造.pdf

设备 与 防腐 齐 鲁 石 油 化 工 ， 2 0 1 4 ，4 2 ( 2 ) ： 1 6 3 — 1 6 6 Q IL U P E T R O C H E M IC A L T E C H N O L O G Y 汽轮机给水泵填料密封失效分析与改造 左银文 ( 中国石化齐鲁分公司供排水厂， 山东淄博 2 5 5 0 6 8) 摘要： 分析汽轮机给水泵( 配用真空泵抽真空) 采用 C M S 2 0 0 0软体填料无法实现密封的原因， 根据实际工况提出 了切实可行 的解决方 案。 关键词 ： C MS 2 0 0 0软体填料汽轮机盘根给水泵 中图分类号 ： T K 2 6 3 文献标识码 ： B 文章 编号： 1 0 0 9— 9 8 5 9 ( 2 0 1 4 ) 0 2—0 1 6 3— 0 4 1 存在 问题 离心泵是 目前国内外化工企业最常用的设备 之一， 它兼有流量大和扬程高的优点， 操作灵活， 连续性强， 工作效率高。但电机驱动功率大， 在化 工企业 自产蒸汽 富裕 的情况下 ， 可 以采用汽轮机 驱动， 降本增效。 2 0 1 2年 ， 某循环水装 置新增 1台循 环水泵 ， 型号为 K Q S N 6 0 0一N 9 ／ 7 1 9 ， 流量 2 4 7 5 1T I ／ h ， 扬程 5 8 m， 转速 9 9 0 r ／ m i n ， 密封采用 C M S 2 0 0 0软体填 料 。利用企业主装置 自产 的高压富余蒸汽 ， 采用 B O ． 5—3 ． 7 ／ 0 ． 4背压式汽轮机驱动 ， 汽轮机转速 为3 0 0 0 r ／ m i n ， 通过 G S 2 2 4 Q D 2减速机减速到 9 9 0 r ／ mi n 。水泵吸入 口液面低 于泵 中心线约 1 ． 5 i n ， S K—l型真空泵抽真空启动。 设备安装完毕试车过程中， 随着泵的启动 ， 泵 轴将软体填料以片状形式慢慢挤出， 试镜中出现 大量水泡 ， 水泵抽不上真空 ， 泵不上压 ； 采用烟雾 试验 ， 发现烟雾 明显 的从填料与泵轴间隙处吸入 ， 说明 C MS 2 0 0软体填料密封失效。 2 原 因分析 2 ． 1 C MS 2 0 0 0软体填料特点及工作原理 C MS 2 0 0 0软 体填 料是 美 国 C HE S T R T O N公 司 1 9 9 5年推出的一种 新型革新填料——层状剪 切式密封填料 ， 由纯合成 的 K E V L A R纤维 、 高纯 石墨、 P T F E聚四氟乙烯、 有机密封剂等材料混合 组成， 形成一种无规格限制的黑色胶状物。使用 时， 在填料函的前后端装入编织环或石墨填料， 中 间用高压枪 注入 C MS 2 0 0 0的胶状物 ， 直至充满。 如图 1 所示⋯ 。 图 1 C M S 2 0 0 0软填料密封示意 收稿日 期 ： 2 0 1 4— 0 2 — 2 4 ； 修回日期： 2 0 1 4 一 o 4— 1 8 。 作者简介 ： 左银文( 1 9 7 6 一) ， 男， 工程师。1 9 9 9 年毕业于抚顺石油学院化工机械与设备专业， 现在中国石化齐鲁分公司供排水厂腈 纶水务车间从事设备管理工作。电话 ： 1 5 5 5 3 3 1 7 2 5 9 。 齐鲁石油化工 Q I L U P E T R O C HE MI C A L T E C H N O L O G Y 2 0 1 4年第4 2卷 C MS 2 0 0 0利 用产品分子之 间吸引力小 的特 点 ， 在轴的旋转过程中， 产 品中的部分纤维缠绕在 轴上并随轴同步旋转， 形成一个“ 旋转层” ， 随着 “ 旋转层” 直径的逐步增大 ， 轴对纤维的缠绕能力 将逐步减少； 到远离轴的地方 ， 由于周 向摩擦力减 少 ， 没有缠绕的部分与填料腔的内壁保持相对静 止 ， 产生一个 “ 不动层”， 这样磨擦 区域 就形成在 C MS 2 0 0 0的材料中间而不在材料与轴套 中间 ， 如 图 2所示 2 J ， 不会对泵轴产成磨损 ， 对泵轴功率损 耗仅为 2 ％ ～3 ％， 且安 装简单 、 可在线 修复 、 维 修 ， 同时不需要冷却 ， 因此可 以实现零泄漏 ， 结构 又比机械密封简单。由于具有以上优点 ， 作为一 种新型密封填料 ， C MS 2 0 0 0软体填料近年来 在水 泵上得到广泛应用。 2 ． 2 C MS 2 0 0 0软体填料运行工况适用情况理论 核算 由于适用介质及工况不同 ， C MS 2 0 0 0软体填 料形成三代产品， 具体适用工况见表1 。 不动层 摩擦区域 旋转层 图 2 C MS 2 0 0 0软体填 料密封工作原理示意 表 1 C MS 2 ~O填料适用工况 K Q S N 6 0 0一N 9 ／ 7 1 9循环水泵介质是循环水 ， 温度 1 5— 3 2 o C， p H=8 ． 5， 扬程 H： 5 8 m， 根据泵 轴直径 D=1 2 5 m m， 转速 n=9 9 0 r ／ mi n ， 可以计算 出 C MS 2 0 0 0软体填料在该泵轴上最大 轴线速度 V=霄D 6 0 0 0 0 =3 ．1 4 1 2 5 9 9 0／ 6 0 0 00 =6． 48 ( m ／ s ) 。 参照表 1 ， 从 温度 、 压力 、 轴线 速度 、 p H值及 适用介 质 5个 方面来 进行选 择 ， 可见 该泵选 择 C MS 2 0 0 0软体填料( 第一代产品) 密封 ， 理论上是 能实现密封 的。 2 ． 3原 因分析 汽轮机给水泵采用 C MS 2 0 0 0软体填料密封 在理论上可行， 但实际却不能实现密封， 导致系统 无法开车。对 比电机驱动 ， 同样采用 C MS 2 0 0 0软 体填料密封 ， 并且密封效果 良好 ， 与之并联运行 的 其他水泵 ( 其他工艺条件完全相 同) ， 两者的区别 只在于驱动方式的不同。 电机驱动的水泵会在瞬 间提升速度 ， 水泵迅 速工作。而汽轮机 在开车过程 中 ， 需 要暖管 、 暖 机 ， 速度 只能慢慢 提升 ， 从而带动水泵缓慢转动 ， 即在最初的启动阶段 ， 负荷给 C MS 2 0 0 0软体填料 的力不足 ， 无法使 C MS 2 0 0 0软体填料 中的部分纤 维随同泵轴旋转 ， 形不成“ 旋转层 ” 与“ 不动层” ， 这样就可能导致 C MS 2 0 0 0软体填料密封失效 ； 同 时为获得密封 ， 人为的不断压紧填料压盖 ， 由于填 料函内部 空 间有 限 ， 且 C MS 2 0 0 0软体填 料 为 固 体 ， 不具备无 限可压缩性。在两者共 同作用 下 ， C MS 2 0 0 0软体填料只能随着泵轴 的缓慢旋转 ， 在 填料压盖和轴套之 间以片状慢慢挤 出， 进而完全 破坏密封。 这一点从下面试验得以验证 。先断开汽轮机 减速机与水泵的叠片联轴器 ， 将两者分离 ， 汽轮机 空负荷运行 ， 待汽轮机达到额定转速后 ， 短停汽轮 机 ， 迅速连接汽轮机减速机与水泵 的叠片联轴器 ， 迅速启动汽轮机 ， 短时间升速到额定转速 ， 开车成 功。运行期间水泵 的 C MS 2 0 0 0软体填料密封 良 好。 但这种运行方式不仅麻烦 ， 而且不符合汽轮 机操作规程 ， 容易造成汽轮机飞车或因温升 问题 而损坏汽轮机。为实现安稳运行 ， 必须对水泵密 1 66 齐鲁石油化工 Q I L U P E T R O C H E MI C A L T E C H N O L O G Y 2 0 1 4年第4 2卷 k W h ) 。综上所 述 ， 汽轮机 给水泵提 前 1 d开 车， 可以实现经济利益 6 ． 5 5 2万元。 快速接管佃l 过快速接管连接水泵出口两舞的预留孔) 图4改造后填料密封示意 5结 语 C MS 2 0 0 0软体填料虽然具有许多优点 ， 但 在 汽轮机给水泵 ( 配用真空泵抽真 空) 的系统 中因 为汽轮机独特的开车过程， 不能使用。在介质允 许存在轻微泄漏的前提下 ， 可以采用传统的填料 密封 ； 为取得 良好的密封效果 ， 可 以采用材质较好 的填料 ， 如苎麻纤维填料等。 建议 C MS 2 0 0 0软体填料生产厂家完善产 品 使用说明， 并进一步研发新产品 ， 进而扩大产品适 用范围。 参考文献 [ 1 ] 崔刘严 ．离心泵填料密封的改造[ J ] ．新疆有色金 属 ， 2 0 0 3 ( S 1 ) ： 9 2— 9 3 ． [ 2 ] 薛庚生 ， 金厚刚 ．层状剪切式密封系统在深京泵上 的应用[ J ] ． 化工设备与防腐蚀 ， 2 0 0 0 ( 4 ) ： 3 8- 4 0 ． ANALYS I S AND REF oRMATI oN oN P ACKI NG S EAL F AI LURE oF F EED W ATER P UM P FoR S TEAM TURBI NE Zuo Yi n we n ( W a t e r S u p p l y&D r a i n a g e C o m p l e x ， Q i l u B r a n c h C o ． ， S I N O P E C ， Z i b o S h a n d o n g 2 5 5 0 6 8 ) Ab s t r a c t ： T h e p a p e r a n a l y z e d s e a l f a i l u r e o f f e e d wa t e r p u mp b y C MS 2 0 0 0 s o f t f i l l e r f o r s t e a m t u r b i n e，wh i c h wa s v a c u u mi z e d b y v a c u u m p u mp，a n d p u t f o r t h f e a s i b l e s o l u t i o n b a s i n g o n a c t u a l w o r k i n g c o n d i t i o n ． Ke y wo r d s： CMS 2 0 0 0 s o f t fil l e r ；s t e a m t u r b i n e；p a c ki n g s e t ；f e e d wa t e r p u mp ( 上接第 1 6 2页) ⋯ I I I 。 l t , , J , t l I l l * r ’ ’ l- 。 ⋯⋯ ‘ ‘ ’”⋯ 。 ’ 。 ’ I I ⋯ 一 。 ‘ } ’ CoRRoS I oN CAUS E ANALYS I S AND PRoTECTI oN oF RECYCLE GAS CooLER I N HDP E P LANT L ij u n ( P l a s t i c s C o m p l e x o f Q i l u B r a n c h C o ． ， S I N O P E C， Z i b o S h a n d o n g 2 5 5 4 0 0 ) Ab s t r a c t ： Ai mi n g a t c o r r o s i o n p r o b l e m e x i s t i n g i n t h e u t i l i z a t i o n o f r e c y c l e g a s c o o l e r i n h i g h d e n s i t y p o l y e t h y l e n e p l a n t ，t h i s p a p e r d i s c u s s e d t h e c o r r o s i o n c a u s e s，a n d g o o d r e s u l t s we r e o b t a i n e d b y a d o p t i n g c o r r e s po n d i n g p r o t e c t i v e wa y s ． Ke y wo r d s ： h i g h d e n s i t y p o l y e t h y l e n e ； r e c y c l e g a s c o o l e r ； c o rro s i o n； l o n g p e ri o d