余熱鍋爐熱水循環泵的技術改進

雷勝

摘要：分析熱水循環泵產生故障的原因以及進行的相關技術改進。

關鍵詞：熱水循環泵；熱膨脹；間隙；機械密封

前言

在冶煉分公司澳斯麥特爐試生產過程中，關鍵設備1#、2#熱水循環泵相繼出現了故障，嚴重影響了生產，主要表現在兩個方面，一是葉輪密封環和泵體密封環在運行中經常產生摩擦而抱死，使電機不能正常啟動。二是機械密封裝置經常發生失效而產生漏氣。為了保證試生產的順利進行，避免設備事故的發生給經濟帶來的極大損失，認真細致的分析了熱水循環泵產生故障的原因，及時組織人員進行技術改正，通過技術改造后取得了良好效果。

1.設備的基本概況

2.葉輪密封環和泵體密封環在運行中經常產生摩擦而抱死，使電機不能正常啟動

葉輪密封環和泵體密封環之間存在一個間隙（俗稱口環間隙），間隙值設定合理，不僅可以使盤車輕松，還可以確保運行時正常的流量和壓力。由于這臺泵工作溫度達225℃，這就要求口環間隙值要比常溫下要大得多，而廠家設計的口環間隙值為0.5～0.66mm之間，經常造成泵在運行時產生抱死的現象。因此要重新計算設定口環間隙值。

2.1 間隙值的計算

影響泵間隙值的設定包括軸的軸的靜撓度、轉子的晃動量、安全余量、溫升導致的熱膨脹量，熱膨脹量主要由材質、溫升、口環直徑三個因素決定。

計算公式：間隙值≈軸的靜撓度+轉子的晃動量+安全余量+膨脹量

（1）軸的撓度一般在0.2mm～0.3mm之間，按最不利因素考慮取0.3mm。

（2）轉子的晃動量一般控制在0.08～0.12mm之間，按最不利因素取0.15mm。

（3）安全余量一般控制在0.10～0.15之間，按最不利因素取0.15mm。

（4）膨脹量=DΔt1a

D—葉輪密封環外徑 D=265.5mm

Δt1—高壓熱水循環泵最高工作溫度和室溫的差值。室內平均溫度約為25℃，最高工作溫度為225℃。則Δt1=225-25=200℃

a—葉輪密封環線膨脹系數。a=11×10-6 1/℃

熱膨脹量=DΔt1a=265. 5×200×11×10-6=0.58mm

可以看出：影響口環間隙值得最大因素就是熱膨脹量。

因此：口環間隙值=①+②+③+④=0.3+0.12+0.15+0.58≈1.15mm

2.2解決的措施

（1）將廠家提供的備件葉輪密封環外徑粗車，尺寸控制在270mm。

（2）為了保證同心度，將粗車好的葉輪密封環裝配到葉輪上，在結合面上打眼攻牙，然后用4顆M8×15的螺絲擰緊。

（3）精車，將葉輪密封環外徑車至264.85mm。保證間隙最小值基本控制在1.15mm的范圍內。

2.3效果

方案實施后，有效的解決了泵在運行過程中抱死的現象，使口環不發生偏磨，延長了口環的使用壽命，泵也能在正常的流量和壓力范圍內。

3.機械密封失效而產生漏氣的原因分析

要分析機械密封失效的原因，首先要知道機械密封工作原理 ，即機械密封工作時，由密封流體的壓力和彈性元件的彈力等引起的軸向力使動環和靜環互相貼合并相對運動，由于兩個密封端面的緊密配合，使密封端面之間的交界（密封界面）形成一微小間隙，當有壓介質通過此間隙時，形成極薄的液膜，產生阻力，阻止介質泄漏，同時液膜又使得端面得以潤滑，獲得長期密封效果。

3.1機械密封失效的原因

常見的有：腐蝕失效；熱裂紋失效；磨損失效；操作和安裝不當引起的機械密封失效等。這臺熱水循環泵機械密封失效的主要原因總結歸納起來還是由于安裝和操作不當引起的。

3.1.1安裝不當主要有以下幾個方面：

①彈簧壓縮量過大，致使摩擦副加劇磨損，失去調節動環端面的能力；

②動環，靜環密封圈壓得過緊。動環密封圈過緊加劇了密封圈與軸套間的磨損，使動環密封圈變形；靜環密封圈處于靜止狀態，相對緊一些密封效果會好一些，但是過緊容易使靜密封環過度變形，靜環的材質基本上是石墨的，較脆，過緊容易脆裂；③故障判斷失誤。一旦出現機械密封泄漏修理人員便忙于拆開檢修，實際上密封并沒有損壞，只需適當調整就可消除泄漏。

3.1.2操作中常見的失誤

①頻繁開停車；②密封水中斷或流量不足；③介質波動大，超出規定的壓力范圍。

只要操作得當，采取相應的維護和保養措施，讓機械密封處于比較良好的運行環境，就能延長機械密封的使用壽命。

4.結束語

通過技術改進，減少操作失誤，提高安裝質量后，設備的運行狀況一直良好，效果顯著。主要體現在：①設備故障大大減少，故障率下降80%。②技術改進后基本沒有影響設備的性能，流量、揚程、壓力等都在規定的范圍內，能滿足生產。

參考文獻：

[1]邱宣懷.機械設計：高等教育出板社

[2]劉水華，林興光.互換性與測量技術基礎：中南工業大學出版社