汽动给水泵机械密封损坏原因分析及对策.pdf

第 3 l卷第 3期 湖南电力 H U N A N E L E C T R I C P O WE R 2 0 1 1年 6月 d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 - 0 1 9 8 2 0 1 1 0 3 0 1 7 汽动给水泵机械密封损坏原因分析及对策 郑展友 ( 广东省湛江电力有限公司，广东 湛江5 2 4 0 9 9 ) 摘要 ：根据湛江电厂汽动给水泵机械密封结构特点 ，从检修工艺、设备质量及运行方 式等方面对汽动给水泵机械 密封损坏的原因进行研讨 ，并提 出治理对策。 关键词 ：汽动给水泵 ；机械密封损坏 ；原 因分析 ；对策 中图分类号 ：T K 2 2 3 5 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 8 0 1 9 8 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 5 3 0 2 1 概况 湛江电厂 2号机为东方汽轮机公 司生产的 3 0 0 M W机组，配套的给水泵驱动方式为 1 1 0 0 B MC R的汽动给水泵 ，15 0 BMC R电动调整 给 水泵作为备用。其中，汽动给水泵为沈阳水泵厂生 产的 8 0 C H T A 4筒 式 多 级 离 心泵 ，轴 密 封 采 用 H S H F l O 1 4 7型机械密封，是一种热流体动力式机 械密封 ，改造前的机械密封结构及其冷却系统如图 l 所示。 注 ：1 为动环座 ；2为动环 ；3为静环 ；4为导 流套 ； 5为 O型密封圈； 6为调整垫；7 为弹簧。 图 1 改造前的机械密封 结构及其冷却系统简图 从结构图和文献 1 可知，机械密封的密封 作用是靠动环和静环之间用密封表面存在一个很狭 小的轴向间隙来实现的，在两环之间形成了很薄的 层流体薄膜 ，当泵运转时，由于两密封面之间的摩 擦作用引起密封腔内的液体发热，为了防止汽化， 必须将摩擦产生的热量及时导出，为此， 在密封的 收稿 日 期：2 0 1 0 1 2 0 6 周围设有通有冷却水的冷却室，同时，动环座设计 成具有泵作用的形式，使在密封腔内的液体经冷却 器和 2个磁性过滤器在一个封闭的冷却系统内 自动 循环，提高了机械密封的工作效率。 近年来 ，湛江电厂 2号机汽动给水泵 曾多次出 现因汽动给水泵机械密封损坏造成轴端漏水 ，机械 密封水温度异常，被迫启动电动给水泵带负荷而停 运汽动给水泵 的事件。如此不仅会增加 电厂的厂用 电量 ，影响机组运行的经济性 ，而且 由于汽动给水 泵检修期间，因没有备用泵而降低了机组运行的可 靠性 。 2 原 因分析 ( 1 )检修安装工艺不当 该厂汽动给水泵机械安装一直使用克兰机封的 安装方法，用公式 ( d+e 一5 9 )来计算加减垫片 量的方法进行调整 ，而厂家技术人 员现场确认 8 O 泵机封使用克罗曼机封，其安装只保证 2 个数据即 可。如2个数据现场不符合，则控制调整弹簧压缩 量在 8 9 m m范围。由于一直使用克兰机封的安 装方法，可能存在过度压缩弹簧的现象，从而加速 机封 的磨损。 ( 2 )机械密封弹簧变形 若机械密封压缩弹簧长短不一致，弹簧压缩后 造成静环的受力不均匀，出现偏磨现象，产生漏 水。如湛江电厂 2 号机组汽动给水泵最近一次机械 密封损坏情况检测发现，旧弹簧比新弹簧短了1 2 m m，且旧弹簧长短不一，最大偏差达到 2 m m。 继续使用旧弹簧容易使静环不垂直，动静环接触面 53 第3 l 卷第3 期 湖南电力 2 0 1 1 年6月 产生张口，如在弹簧力作用下无法消除张口，机械 密封马上就会泄漏；即使该张口消除了，但由于各 处的弹簧力不一样，动静环就会发生偏磨的情况， 加快机械密封磨损速度，缩小机封寿命。另外由于 旧弹簧变短了，为了调整到原设计的压紧力， 就必 须增加调整垫片的数量，而垫片越多，机械密封的 平行度越难保证。 ( 3 )机械密封水磁性滤网堵塞 机械密封的密封面加工精度要求在 0 0 3 m m 以内，细微的裂纹会使机封的密封面粗糙增大，在 动环高速旋转时将切割材质较软的静环，长时间运 行后将会导致动 、静环磨损 ，使机械密封漏水大 ， 缩短机械密封使用寿命。 ( 4 )机械密封的材质 问题 湛江电厂 2号机汽动给水泵的机械密封曾在运 行不够 1个月时问内出现严重磨损的现象 ，虽然机 械密封安装使用克兰机封的安装方法不当 ，但 同样 的安装方法以前使用寿命不少于 3年，且汽动给水 泵的机械密封在近 2年来多次出现过故障 ，说 明机 封的质量存在问题 ，从该厂在 1号机大修时 ，测量 1号机汽动给水泵静环厚度 曾出现相差 4 mm的现 象足 以佐证 。 ( 5 )机械密封动、静环之间积存空气未放尽， 造成动、静环旋转时短时干磨引起动环磨损 汽动给水泵在设计安装中处于一个较高的位置 ( 1 2 6 m层 ) ，因结构特点 ，泵体内很容易产生气 体 ( 空气或汽化后的蒸汽都会在高处积聚) ，机械 密封冷却水有 1 个排空气门，每次起泵前都要进行 排气，如气体不能及时排净，机封动、静环旋转时 就容易出现干磨现象。 3 预防措施及对策 ( 1 )从检修工艺上确保检修质量。制定出汽 动给水泵检修作业指导书，指导书中应明确汽动给 水泵机械密封冷却水磁性滤网的检查清洗和机械密 封弹簧长度及压紧力检查等内容，明确规定机械密 封安装方法及安装数据，对变形的弹簧应及时更 换，有条件时应在更换机械密封的同时更换弹簧。 ( 2 )加强 日常维护工作。检修人员应定期对 机械密封冷却水磁性滤网进行检查清洗，确保管路 清洁无堵塞。 ( 3 )使用合格的机械密封。购买机械密封时， 应选择信誉较高的厂家，同时必须提供完整的产品 合格证明。 5 4 ( 4 )加强运行方 式管理。为 了防止因汽动给 水泵的机械密封冷却水 中积空气而 出现干磨现象 ， 要求运行人员加强对汽动给水泵 的机械密封冷却水 排气工作。不仅在汽动给水泵检修后注水时要排 气 ，停运再启动时也要排气 ，并且为了防止排气后 重新产生气体，应在小机冲转前 1 0 ra in再进行一 次彻底 的排气工作。 ( 5 )机封冷却水 系统改进。为了防止汽动 给 水泵在小机盘车状态时因汽前泵停运 ，造成机械密 封供水量不 足，引起机械密封动、静密封 面磨损 ， 对机械密封冷却水循环系统进行 了改造 ，改造后的 机械密封结构及其冷却系统如图2 所示，改造后的 系统加装了 1路凝结水作为机械密封冷却水 的备用 水源，小机盘车及冲转过程中，保持阀1 ，2打开， 阀 3关闭，从而保证了小机盘车及冲转过程 中，汽 动给水泵的机械密封不会出现干磨现象。 注 ：1为动环座 ；2为动环 ；3为静环 ；4为导流套 ； 5为 0型密封圈 ；6为调整垫；7为弹簧 。 图2 改造后的机械密封 结构及其冷却 系统 简图 4 结论 湛江电厂 2号机汽动给水泵机械密封系统经采 取以上预防措施后 ，运行情况 良好 ，避免了因机械 密封损坏，造成机械密封漏水而停汽动给水泵的故 障，提高了机组带负荷的可靠性及经济性。 参考文献 1 】沈阳水泵厂H S H F 1 0 1 4 7型机械密封使用说明书 S 作者简介 郑展友，男，汽轮机高级工程师， 从事 3 0 0 M w汽轮发电机组的汽 轮机运行管理工作。