給水泵機械密封密封水溫度高原因分析及處理

【摘 ?要】給水泵運行中經(jīng)常出現(xiàn)機械密封的密封密封水溫度高的現(xiàn)象，通過對其原因進行分析、并提出了處理方法，徹底消除了機械密封密封水溫度高故障，提高了給水泵運行的安全性。

【關(guān)鍵詞】給水泵 ?機械密封 ?密封水溫度高原因分析及處理

某電廠二期2×330MW機組，每臺機組配備2臺50%額定蒸發(fā)量的汽動給水泵和1臺30%額定蒸發(fā)量的電動給水泵，型號：HPTmk200-320-6S。機械密封結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。主要是由靜環(huán)和動環(huán)垂直于軸的光滑而平直的表面相互貼合，并做相對轉(zhuǎn)動而構(gòu)成的密封裝置，它是靠彈性構(gòu)件（如彈簧11）和密封介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動環(huán)和靜環(huán)的接觸端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力，使這兩個端面緊密貼合。端面間維持一層極薄的液體膜而達到密封的目的，這層液體膜具有流體動壓力與靜壓力，起著潤滑與密封的作用。密封水腔的外部是迷宮式冷卻水套，通過冷卻水流動對密封水起到冷卻作用。

1. 運行中出現(xiàn)的故障

6臺給水泵2010年10月投運，初期一直運行正常，自2015年5月份以來幾臺泵先后都出現(xiàn)機械密封密封水溫度高現(xiàn)象，甚至因密封水溫度高導(dǎo)致給水泵跳閘，嚴重影響了機組安全運行。給水泵機械密封的密封內(nèi)部循環(huán)水一般都是采自泵體自身輸送的給水，正常工作溫度是55°C左右，報警溫度：70°C，停泵溫度：80°C。密封水溫度過高將會導(dǎo)致機械密封的密封圈快速老化及動靜環(huán)汽化爆裂的危險，嚴重影響給水泵的安全運行。

2. 機械密封溫度高原因分析及處理方法

經(jīng)過理論上的分析，給水泵機械密封水溫度高主要有以下幾個原因：

1）機械密封水的冷卻水量不足。

2）機械密封水的冷卻水溫度偏高。

3）機械密封水濾網(wǎng)堵塞。

4）機械密封靜動環(huán)磨損嚴重，端面不能形成保護膜。

5）機械密封彈性構(gòu)件彈力減弱，動、靜環(huán)的接觸面壓緊力不足，泄露量大導(dǎo)致密封水不斷的補充，機械密封水溫度隨著升高。

6）冷卻水套銹蝕穿孔或者密封膠條損壞，導(dǎo)致高壓給水進入冷卻水系統(tǒng)。

7）冷卻水套堵塞，導(dǎo)致冷卻水不通暢。

針對以上原因，逐一進行排查和處理。

1）機械密封水冷卻水一般都是來自電廠的工業(yè)水，懷疑該工業(yè)水管道堵塞，造成冷卻水量不足。檢查就地冷卻水壓力正常（0.6MPa），解開冷卻水出口管道法蘭，開啟冷卻水進口門，冷卻水排水流量正常，該原因可以排除。

2）機械密封水的冷卻水溫度偏高，將導(dǎo)致機械密封水冷卻不足，測量機械密封水冷卻水進出口溫度，幾臺給水泵冷卻水進出口溫度基本差不多，冷卻水溫差一般在15°C以上，說明該泵機械密封水冷卻水溫度不存在偏高現(xiàn)象。

3）機械密封水濾網(wǎng)堵塞，密封水流動不暢，不能及時帶走機械密封產(chǎn)生的熱量將使密封水溫度快速升高。檢查機械密封水濾網(wǎng)并不太臟，清理后回裝，切換投運后密封水溫度并沒有明顯的變化。

4）如果機械密封靜動環(huán)磨損嚴重，端面不能形成保護膜起到潤滑的作用，靜動環(huán)摩擦產(chǎn)生的熱量將使機械密封水溫度升高，經(jīng)過解體檢查發(fā)現(xiàn)靜動環(huán)磨損并不嚴重，為了保險起見更換了新的動、靜環(huán)，回裝投用機械密封水溫度依然偏高。

5）機械密封漏水不外乎兩種原因：第一、動、靜環(huán)或者密封件損壞，前面已檢查確認機械密封動、靜環(huán)及密封件沒有損壞;第二、機械密封彈性構(gòu)件彈力減弱，動、靜環(huán)的接觸面壓緊力不足，甚至動、靜環(huán)的接觸面出現(xiàn)間隙，隨著機械密封漏水量變大，熱水不斷的補充機械密封水，導(dǎo)致機械密封水溫度不斷升高。就地檢查機械密封漏水量，發(fā)現(xiàn)密封水溫度高的機械密封漏水量比正常的偏大點，但也沒有超過廠家規(guī)定的15L/h的漏水量。針對單側(cè)機械密封漏水量大的現(xiàn)象，嘗試調(diào)整推力瓦前后墊片，微量調(diào)整轉(zhuǎn)子的軸向位置，從而改變機械密封動、靜環(huán)的接觸面壓的緊力，具體方法就是那一側(cè)機械密封水漏水量大，就通過加減墊片讓轉(zhuǎn)子往那一側(cè)移動。通過實踐效果很明顯，調(diào)整后機械密封漏水量恢復(fù)到正常狀態(tài)，機械密封水溫度也基本降到正常范圍，當(dāng)然是這是一種非正常的處理手段，轉(zhuǎn)子移動量不能超過±2mm，否則在啟停泵時就會發(fā)生葉輪與口環(huán)碰磨現(xiàn)象。

6）如果是冷卻水套銹蝕穿孔或者密封膠條損壞，高壓給水將進入冷卻水系統(tǒng)，也會影響機械密封水的冷卻效果，嘗試關(guān)閉機械密封水冷卻水進出水門，松開冷卻水出口水活接并沒有熱水流出，說明冷卻水套并沒有熱水滲漏現(xiàn)象。

7）機械密封冷卻水套是否堵塞，在不解體冷卻水套的情況下難以判斷。嘗試采用高壓水槍對冷卻水套進行沖洗，分別從冷卻水套進出口法蘭進行沖洗，沖洗后的水呈微黃色并無明顯的顆粒狀污垢，因此高壓水槍沖洗效果也不明顯。恢復(fù)運行后機械密封水溫度仍然高于報警值，2013年5月30日4機B汽泵在負荷250MW時，機械密封水溫度達到85°C左右。廠里為了不影響機組負荷，冒著風(fēng)險將停泵值改為90°C。

3. 密封水臨時冷卻措施

在嘗試各種方法都不起作用的情況下，根據(jù)冷卻器的熱交換原理，只能采用增加冷卻面積和冷卻水的流速來達到降溫的目的。并于2013年6月3日對4機B汽泵機械密封密封水管進行改進。首先、在機械密封密封水進出口水管外表處增加冷卻水套管，來對密封水管進行冷卻;其次、在冷卻水回水處增加支管來增加冷卻水流速。改進后恢復(fù)該泵運行，機械密封水溫度在相同的工況下只有66°C，溫度基本控制在正常范圍內(nèi)，但這是一種治標(biāo)的臨時措施而已。

4. 徹底解決機械密封密封水溫度高方案

2015年5月#4機組檢修期間，4機B汽泵芯包返廠檢修，此次檢修解體發(fā)現(xiàn)吸入段及出口端蓋內(nèi)冷卻水套結(jié)垢嚴重，而且由于長期處于高溫狀態(tài)下，結(jié)垢層已經(jīng)硬化并牢牢地附著在冷卻水套上，冷卻水槽間隙被大量泥沙嚴重擠壓住，造成冷卻水流量不足，不能及時帶走機械密封運行中產(chǎn)生的熱量，這就是該泵正常運行時機械密封水溫度高的主要原因。

由于廠家為了增強冷卻效果將冷卻水套設(shè)計成迷宮式結(jié)構(gòu)，正常運行時冷卻水只能在狹小的間隙中迂回流動，冷卻水水質(zhì)差便會造成沉淀結(jié)垢，隨著垢越積越多，冷卻效果也就越來越差。根據(jù)這一情況，該廠技術(shù)人員在分析冷卻水套的結(jié)構(gòu)和冷卻水水質(zhì)狀況后，設(shè)計出一套機械密封冷卻水套沖洗裝置。如圖2所示，首先制作一個臨時的沖洗裝置。根據(jù)水垢的性質(zhì)配置了專用藥水（6%鹽酸+1.5%緩蝕劑+0.5%氟化物）對機械密封冷卻水裝置進行沖洗，啟動沖洗泵10分鐘后停止，浸泡30分鐘再啟泵沖洗，此時可以看到透明膠管里面有黑色的污垢沖出，待水質(zhì)變清后即可停止。其次是加強冷卻水的過濾精度及水質(zhì)監(jiān)測，將機械密封冷卻水進口管道改成不銹鋼管，并在進口管道上加裝一個Y型三通濾網(wǎng)，定期進行排污，防止管路堵塞影響冷卻效果。

經(jīng)過對其它給水泵機械密封冷卻水裝置進行改造和沖洗處理，結(jié)果都達到理想效果，最高負荷330MW時，機械密封水溫度也只有60°C左右，運行半年來密封水溫度基本保持在45-50°C之間，說明機械密封冷卻水套堵塞導(dǎo)致密封水溫度高問題已得到解決。

5. 結(jié)論

造成機械密封水溫度高有各種因素，通過分析排除，最終找出具體原因并加以解決。今后可視冷卻水套結(jié)垢情況，定期對冷卻水套進行沖洗，以確保冷卻水管路的暢通。還可以利用電廠現(xiàn)有資源，將冷卻水更換成電廠的除鹽水，并做成閉式循環(huán)，這樣會大大減少冷卻水套結(jié)垢，提高冷卻效果，確保給水泵安全運行。

參考文獻：

[1]北京電力設(shè)備總廠. HPTmk200-320-6S型鍋爐給水泵使用說明書，2007.6.

作者簡介：

[1]作者：許乾先（1973～），男，熱動工程師，1995年畢業(yè)于鄭州電力專科學(xué)校，主要從事汽輪機檢修技術(shù)管理及集中供熱工程建設(shè)工作。