機(jī)械密封在電廠水泵中的應(yīng)用改造

趙學(xué)軍

摘 要：近些年來由于機(jī)械密封的廣泛使用，使得許多泵類生產(chǎn)廠家以基本完成了升級(jí)改造，更新出以機(jī)械密封為主的新一代泵類產(chǎn)品。其產(chǎn)品以更加節(jié)能，極佳的密封效果為特點(diǎn)廣泛推行于市場。90年代以前的產(chǎn)品主要以盤根填料式密封為主。雖經(jīng)過了多年的使用一般的使用廠家都積累了較為豐富的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，但與現(xiàn)在的新一代產(chǎn)品相比，缺乏了明顯的競爭優(yōu)勢。給使用廠家增加了不必要的成本開支外，還對維護(hù)人員和清潔文明生產(chǎn)制造帶來諸多不便。因此如何在不增加大的成本投入下實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代，已成為非常有價(jià)值的一個(gè)技術(shù)課題。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；盤根密封；水泵；工作原理

引言

主要針對早期成立的火力發(fā)電廠或與流體類有關(guān)的工廠、泵站等設(shè)備設(shè)施，各類水泵、油泵、酸堿泵等泵類的密封升級(jí)改造。

1 盤根密封的工作原理和機(jī)械密封的工作原理

1.1 盤根密封的工作原理

盤根密封原理主要在于軸承效應(yīng)和迷宮效應(yīng)。盤根的軸承效應(yīng)是指在盤根填料和軸之間，會(huì)因?yàn)閺埩Φ淖饔眯纬梢粚右耗?，使盤根填料和軸形成類似于滑動(dòng)軸承的關(guān)系，這樣盤根填料和軸就不會(huì)因?yàn)檫^度摩擦而出現(xiàn)磨損。盤根的迷宮效應(yīng)則是指軸的表面平整程度無法達(dá)到圍觀水平，盤根和軸只能部分貼合而做不到完全貼合，在盤根和軸之間永遠(yuǎn)存在著極為微小的間隙，這些間隙就形成了迷宮帶，介質(zhì)在其中被多次節(jié)流，而達(dá)到密封的作用。

1.2 機(jī)械密封的工作原理

機(jī)械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸做相對滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力或磁力作用下，保持貼合并配以輔助密封（O型密封圈），達(dá)到阻漏的軸封裝置。是依靠彈性元件對動(dòng)、靜環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而達(dá)到密封的軸向端面密封裝置。其中動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力和彈性元件的推力使其壓緊在靜環(huán)的端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的作用，機(jī)械密封又稱為端面密封。

2 機(jī)械密封的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 機(jī)械密封的優(yōu)點(diǎn)

（1）密封效果好，可達(dá)到無泄漏；（2）使用壽命長；（3）減少泵軸的磨損；（4）適用范圍廣可在目前常用的介質(zhì)、溫度、壓力、轉(zhuǎn)速不同軸頸下使用；（5）節(jié)電效果明顯。

2.2 機(jī)械密封的缺點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件多；（2）對軸向和徑向跳動(dòng)要求高，增加了泵的加工成本；（3）損壞后維修不便；（4）選型要求高須根據(jù)介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，工藝參數(shù)及安裝密封的空間來選擇合適的結(jié)構(gòu)形式密封。

3 實(shí)際改造成型范例

牡丹江北方水泥有限公司發(fā)電車間，是成立于2000年的水泥廠自備電站，擁有裝機(jī)容量12MW汽輪發(fā)電機(jī)組的火力發(fā)電廠。配備一臺(tái)45噸循環(huán)流化床中溫中壓鍋爐，和一臺(tái)20噸的中溫中壓余熱鍋爐。2010年實(shí)施了純低溫余熱改造，廢掉兩臺(tái)中溫中壓鍋爐，新建四臺(tái)純低溫余熱鍋爐，通過改造將12MW中壓汽輪發(fā)電機(jī)組，改造為9MW低溫低壓發(fā)電機(jī)組。實(shí)現(xiàn)了從燃煤電廠到純余熱電廠的轉(zhuǎn)型。為了降低改造成本，留用了很多原有設(shè)備，尤其水泵類設(shè)備90%仍然采用原設(shè)備。

在新增的水泵中全部采用了機(jī)械密封，與原有水泵的盤根密封形成了鮮明的對比：（1）機(jī)械密封與盤根密封在密封性能上，機(jī)械密封要比盤根密封漏泄量小的多，僅為盤根密封漏泄量的1%。（2）使用壽命長，兩年以內(nèi)無需更換，以往盤根密封每60天左右就要進(jìn)行一次更換。（3）消耗功率較少同比盤根密封省電5%以上。（4）減少了軸或軸承的磨損。

通過摸索對比先后將車間的兩臺(tái)循環(huán)水泵、兩臺(tái)射水泵、凝結(jié)水泵共6臺(tái)泵進(jìn)行了進(jìn)行密封改造。改造后均收到了良好的效果。

3.1 循環(huán)水泵（20HBA）在未改為機(jī)械密封前，每年至少要更換4次油盤根，每次更換量在1公斤左右，市場價(jià)格30元.，由于盤根磨損所致3年左右需更換一根水泵軸及配套軸瓦，費(fèi)用在7000元左右，不計(jì)人工費(fèi)用每臺(tái)水泵每年消耗在2500元左右。而改為機(jī)械密封后費(fèi)用方面每臺(tái)泵的機(jī)械密封價(jià)格在600元左右，至少一個(gè)大修期在3年以上，由于摩擦阻力的降低使電耗每小時(shí)下降8度，全年節(jié)電在58000度，降低成本3萬元左右。因此機(jī)械密封于盤根密封相比優(yōu)勢十分明顯。

3.2凝結(jié)水泵（4N6）由于泵的功率較小，改造前后最大的變化是除每年可節(jié)約少量電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用外，最主要的是使凝結(jié)泵的穩(wěn)定性得以大幅提升，原盤根密封時(shí)，由于盤根磨損經(jīng)常出現(xiàn)漏真空不打水現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)造成凝結(jié)水中含氧量升高，腐蝕熱力設(shè)備。更換了機(jī)械密封后，經(jīng)過兩年多的運(yùn)行，未發(fā)生一起因軸端漏真空而影響主機(jī)設(shè)備運(yùn)行的情況，使設(shè)備的可靠性系數(shù)得以大幅提高，保證了機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.3 射水泵（IS-125-100-200）在未改為機(jī)械密封前，每年至少要更換4次油盤根，每次更換量在0.3公斤左右，市場價(jià)格30元.，由于盤根磨損所致5年左右需更換一根水泵軸及配套軸瓦，費(fèi)用在1500元左右，不計(jì)人工費(fèi)用每臺(tái)水泵每年消耗在350元左右。1套配套機(jī)械密封的價(jià)格在150元左右，可使用4年左右，平均每年維護(hù)費(fèi)用在40元，遠(yuǎn)低于盤根密封的維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)可年節(jié)電10800度，降低成本5400元。

4 結(jié)束語

綜合上述成功的改造范例，改造后的密封，結(jié)構(gòu)可靠，運(yùn)行中基本不漏，維護(hù)量少，并且節(jié)電效果明顯。同時(shí)提高了密封性能，節(jié)省了檢修費(fèi)用。這些都保證了設(shè)備長周期，經(jīng)濟(jì)，高效運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，機(jī)械密封適合全面推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]顧永泉.機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，2002.endprint