汽動給水泵機械密封損壞原因分析及對策

鄭展友

(廣東省湛江電力有限公司，廣東湛江 524099）

汽動給水泵機械密封損壞原因分析及對策

鄭展友

(廣東省湛江電力有限公司，廣東湛江 524099）

根據湛江電廠汽動給水泵機械密封結構特點，從檢修工藝、設備質量及運行方式等方面對汽動給水泵機械密封損壞的原因進行研討，并提出治理對策。

汽動給水泵;機械密封損壞;原因分析;對策

1 概況

湛江電廠2號機為東方汽輪機公司生產的300 MW機組，配套的給水泵驅動方式為1×100%BMCR的汽動給水泵，1×50%B-MCR電動調整給水泵作為備用。其中，汽動給水泵為沈陽水泵廠生產的80CHTA/4筒式多級離心泵，軸密封采用HSHF10/147型機械密封，是一種熱流體動力式機械密封，改造前的機械密封結構及其冷卻系統如圖1所示。

圖1 改造前的機械密封結構及其冷卻系統簡圖

從結構圖和文獻〔1〕可知，機械密封的密封作用是靠動環和靜環之間用密封表面存在一個很狹小的軸向間隙來實現的，在兩環之間形成了很薄的層流體薄膜，當泵運轉時，由于兩密封面之間的摩擦作用引起密封腔內的液體發熱，為了防止汽化，必須將摩擦產生的熱量及時導出，為此，在密封的周圍設有通有冷卻水的冷卻室，同時，動環座設計成具有泵作用的形式，使在密封腔內的液體經冷卻器和2個磁性過濾器在一個封閉的冷卻系統內自動循環，提高了機械密封的工作效率。

近年來，湛江電廠2號機汽動給水泵曾多次出現因汽動給水泵機械密封損壞造成軸端漏水，機械密封水溫度異常，被迫啟動電動給水泵帶負荷而停運汽動給水泵的事件。如此不僅會增加電廠的廠用電量，影響機組運行的經濟性，而且由于汽動給水泵檢修期間，因沒有備用泵而降低了機組運行的可靠性。

2 原因分析

(1)檢修安裝工藝不當

該廠汽動給水泵機械安裝一直使用克蘭機封的安裝方法，用公式 (d+e-59)來計算加減墊片量的方法進行調整，而廠家技術人員現場確認80泵機封使用克羅曼機封，其安裝只保證2個數據即可。如2個數據現場不符合，則控制調整彈簧壓縮量在8～9 mm范圍。由于一直使用克蘭機封的安裝方法，可能存在過度壓縮彈簧的現象，從而加速機封的磨損。

(2)機械密封彈簧變形

若機械密封壓縮彈簧長短不一致，彈簧壓縮后造成靜環的受力不均勻，出現偏磨現象，產生漏水。如湛江電廠2號機組汽動給水泵最近一次機械密封損壞情況檢測發現，舊彈簧比新彈簧短了1～2 mm，且舊彈簧長短不一，最大偏差達到2 mm。繼續使用舊彈簧容易使靜環不垂直，動靜環接觸面產生張口，如在彈簧力作用下無法消除張口，機械密封馬上就會泄漏;即使該張口消除了，但由于各處的彈簧力不一樣，動靜環就會發生偏磨的情況，加快機械密封磨損速度，縮小機封壽命。另外由于舊彈簧變短了，為了調整到原設計的壓緊力，就必須增加調整墊片的數量，而墊片越多，機械密封的平行度越難保證。

(3)機械密封水磁性濾網堵塞

機械密封的密封面加工精度要求在0.03 mm以內，細微的裂紋會使機封的密封面粗糙增大，在動環高速旋轉時將切割材質較軟的靜環，長時間運行后將會導致動、靜環磨損，使機械密封漏水大，縮短機械密封使用壽命。

(4)機械密封的材質問題

湛江電廠2號機汽動給水泵的機械密封曾在運行不夠1個月時間內出現嚴重磨損的現象，雖然機械密封安裝使用克蘭機封的安裝方法不當，但同樣的安裝方法以前使用壽命不少于3年，且汽動給水泵的機械密封在近2年來多次出現過故障，說明機封的質量存在問題，從該廠在1號機大修時，測量1號機汽動給水泵靜環厚度曾出現相差4 mm的現象足以佐證。

(5)機械密封動、靜環之間積存空氣未放盡，造成動、靜環旋轉時短時干磨引起動環磨損

汽動給水泵在設計安裝中處于一個較高的位置(12.6 m層)，因結構特點，泵體內很容易產生氣體 (空氣或汽化后的蒸汽都會在高處積聚)，機械密封冷卻水有1個排空氣門，每次起泵前都要進行排氣，如氣體不能及時排凈，機封動、靜環旋轉時就容易出現干磨現象。

3 預防措施及對策

(1)從檢修工藝上確保檢修質量。制定出汽動給水泵檢修作業指導書，指導書中應明確汽動給水泵機械密封冷卻水磁性濾網的檢查清洗和機械密封彈簧長度及壓緊力檢查等內容，明確規定機械密封安裝方法及安裝數據，對變形的彈簧應及時更換，有條件時應在更換機械密封的同時更換彈簧。

(2)加強日常維護工作。檢修人員應定期對機械密封冷卻水磁性濾網進行檢查清洗，確保管路清潔無堵塞。

(3)使用合格的機械密封。購買機械密封時，應選擇信譽較高的廠家，同時必須提供完整的產品合格證明。

(4)加強運行方式管理。為了防止因汽動給水泵的機械密封冷卻水中積空氣而出現干磨現象，要求運行人員加強對汽動給水泵的機械密封冷卻水排氣工作。不僅在汽動給水泵檢修后注水時要排氣，停運再啟動時也要排氣，并且為了防止排氣后重新產生氣體，應在小機沖轉前10 min再進行一次徹底的排氣工作。

(5)機封冷卻水系統改進。為了防止汽動給水泵在小機盤車狀態時因汽前泵停運，造成機械密封供水量不足，引起機械密封動、靜密封面磨損，對機械密封冷卻水循環系統進行了改造，改造后的機械密封結構及其冷卻系統如圖2所示，改造后的系統加裝了1路凝結水作為機械密封冷卻水的備用水源，小機盤車及沖轉過程中，保持閥1，2打開，閥3關閉，從而保證了小機盤車及沖轉過程中，汽動給水泵的機械密封不會出現干磨現象。

圖2 改造后的機械密封結構及其冷卻系統簡圖

4 結論

湛江電廠2號機汽動給水泵機械密封系統經采取以上預防措施后，運行情況良好，避免了因機械密封損壞，造成機械密封漏水而停汽動給水泵的故障，提高了機組帶負荷的可靠性及經濟性。

〔1〕沈陽水泵廠.HSHF10/147型機械密封使用說明書〔S〕.

鄭展友，男，汽輪機高級工程師，從事300 MW汽輪發電機組的汽輪機運行管理工作。

TK223.5

B

1008-0198(2011)03-0053-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2011.03.017

2010-12-06