給水泵機(jī)械密封密封水溫度高原因分析及處理

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

【關(guān)鍵詞】給水泵 ?機(jī)械密封 ?密封水溫度高原因分析及處理

某電廠二期2×330MW機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)50%額定蒸發(fā)量的汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)30%額定蒸發(fā)量的電動(dòng)給水泵，型號(hào)：HPTmk200-320-6S。機(jī)械密封結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。主要是由靜環(huán)和動(dòng)環(huán)垂直于軸的光滑而平直的表面相互貼合，并做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(gè)端面緊密貼合。端面間維持一層極薄的液體膜而達(dá)到密封的目的，這層液體膜具有流體動(dòng)壓力與靜壓力，起著潤(rùn)滑與密封的作用。密封水腔的外部是迷宮式冷卻水套，通過(guò)冷卻水流動(dòng)對(duì)密封水起到冷卻作用。

1. 運(yùn)行中出現(xiàn)的故障

6臺(tái)給水泵2010年10月投運(yùn)，初期一直運(yùn)行正常，自2015年5月份以來(lái)幾臺(tái)泵先后都出現(xiàn)機(jī)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(yán)重影響了機(jī)組安全運(yùn)行。給水泵機(jī)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(bào)警溫度：70°C，停泵溫度：80°C。密封水溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封的密封圈快速老化及動(dòng)靜環(huán)汽化爆裂的危險(xiǎn)，嚴(yán)重影響給水泵的安全運(yùn)行。

2. 機(jī)械密封溫度高原因分析及處理方法

經(jīng)過(guò)理論上的分析，給水泵機(jī)械密封水溫度高主要有以下幾個(gè)原因：

1）機(jī)械密封水的冷卻水量不足。

2）機(jī)械密封水的冷卻水溫度偏高。

3）機(jī)械密封水濾網(wǎng)堵塞。

4）機(jī)械密封靜動(dòng)環(huán)磨損嚴(yán)重，端面不能形成保護(hù)膜。

5）機(jī)械密封彈性構(gòu)件彈力減弱，動(dòng)、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(bǔ)充，機(jī)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(jìn)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(duì)以上原因，逐一進(jìn)行排查和處理。

1）機(jī)械密封水冷卻水一般都是來(lái)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(kāi)冷卻水出口管道法蘭，開(kāi)啟冷卻水進(jìn)口門(mén)，冷卻水排水流量正常，該原因可以排除。

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

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

4）如果機(jī)械密封靜動(dòng)環(huán)磨損嚴(yán)重，端面不能形成保護(hù)膜起到潤(rùn)滑的作用，靜動(dòng)環(huán)摩擦產(chǎn)生的熱量將使機(jī)械密封水溫度升高，經(jīng)過(guò)解體檢查發(fā)現(xiàn)靜動(dòng)環(huán)磨損并不嚴(yán)重，為了保險(xiǎn)起見(jiàn)更換了新的動(dòng)、靜環(huán)，回裝投用機(jī)械密封水溫度依然偏高。

5）機(jī)械密封漏水不外乎兩種原因：第一、動(dòng)、靜環(huán)或者密封件損壞，前面已檢查確認(rèn)機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)及密封件沒(méi)有損壞;第二、機(jī)械密封彈性構(gòu)件彈力減弱，動(dòng)、靜環(huán)的接觸面壓緊力不足，甚至動(dòng)、靜環(huán)的接觸面出現(xiàn)間隙，隨著機(jī)械密封漏水量變大，熱水不斷的補(bǔ)充機(jī)械密封水，導(dǎo)致機(jī)械密封水溫度不斷升高。就地檢查機(jī)械密封漏水量，發(fā)現(xiàn)密封水溫度高的機(jī)械密封漏水量比正常的偏大點(diǎn)，但也沒(méi)有超過(guò)廠家規(guī)定的15L/h的漏水量。針對(duì)單側(cè)機(jī)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(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)的接觸面壓的緊力，具體方法就是那一側(cè)機(jī)械密封水漏水量大，就通過(guò)加減墊片讓轉(zhuǎn)子往那一側(cè)移動(dòng)。通過(guò)實(shí)踐效果很明顯，調(diào)整后機(jī)械密封漏水量恢復(fù)到正常狀態(tài)，機(jī)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(dòng)量不能超過(guò)±2mm，否則在啟停泵時(shí)就會(huì)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(jìn)入冷卻水系統(tǒng)，也會(huì)影響機(jī)械密封水的冷卻效果，嘗試關(guān)閉機(jī)械密封水冷卻水進(jìn)出水門(mén)，松開(kāi)冷卻水出口水活接并沒(méi)有熱水流出，說(shuō)明冷卻水套并沒(méi)有熱水滲漏現(xiàn)象。

7）機(jī)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(duì)冷卻水套進(jìn)行沖洗，分別從冷卻水套進(jìn)出口法蘭進(jìn)行沖洗，沖洗后的水呈微黃色并無(wú)明顯的顆粒狀污垢，因此高壓水槍沖洗效果也不明顯?；謴?fù)運(yùn)行后機(jī)械密封水溫度仍然高于報(bào)警值，2013年5月30日4機(jī)B汽泵在負(fù)荷250MW時(shí)，機(jī)械密封水溫度達(dá)到85°C左右。廠里為了不影響機(jī)組負(fù)荷，冒著風(fēng)險(xiǎn)將停泵值改為90°C。

3. 密封水臨時(shí)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(lái)達(dá)到降溫的目的。并于2013年6月3日對(duì)4機(jī)B汽泵機(jī)械密封密封水管進(jìn)行改進(jìn)。首先、在機(jī)械密封密封水進(jìn)出口水管外表處增加冷卻水套管，來(lái)對(duì)密封水管進(jìn)行冷卻;其次、在冷卻水回水處增加支管來(lái)增加冷卻水流速。改進(jìn)后恢復(fù)該泵運(yùn)行，機(jī)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(shí)措施而已。

4. 徹底解決機(jī)械密封密封水溫度高方案

2015年5月#4機(jī)組檢修期間，4機(jī)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(yán)重，而且由于長(zhǎng)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(yán)重?cái)D壓住，造成冷卻水流量不足，不能及時(shí)帶走機(jī)械密封運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量，這就是該泵正常運(yùn)行時(shí)機(jī)械密封水溫度高的主要原因。

由于廠家為了增強(qiáng)冷卻效果將冷卻水套設(shè)計(jì)成迷宮式結(jié)構(gòu)，正常運(yùn)行時(shí)冷卻水只能在狹小的間隙中迂回流動(dòng)，冷卻水水質(zhì)差便會(huì)造成沉淀結(jié)垢，隨著垢越積越多，冷卻效果也就越來(lái)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(jì)出一套機(jī)械密封冷卻水套沖洗裝置。如圖2所示，首先制作一個(gè)臨時(shí)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(duì)機(jī)械密封冷卻水裝置進(jìn)行沖洗，啟動(dòng)沖洗泵10分鐘后停止，浸泡30分鐘再啟泵沖洗，此時(shí)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(qiáng)冷卻水的過(guò)濾精度及水質(zhì)監(jiān)測(cè)，將機(jī)械密封冷卻水進(jìn)口管道改成不銹鋼管，并在進(jìn)口管道上加裝一個(gè)Y型三通濾網(wǎng)，定期進(jìn)行排污，防止管路堵塞影響冷卻效果。

經(jīng)過(guò)對(duì)其它給水泵機(jī)械密封冷卻水裝置進(jìn)行改造和沖洗處理，結(jié)果都達(dá)到理想效果，最高負(fù)荷330MW時(shí)，機(jī)械密封水溫度也只有60°C左右，運(yùn)行半年來(lái)密封水溫度基本保持在45-50°C之間，說(shuō)明機(jī)械密封冷卻水套堵塞導(dǎo)致密封水溫度高問(wèn)題已得到解決。

5. 結(jié)論

造成機(jī)械密封水溫度高有各種因素，通過(guò)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(duì)冷卻水套進(jìn)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(huì)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(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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

作者簡(jiǎn)介：

[1]作者：許乾先（1973～），男，熱動(dòng)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(jī)檢修技術(shù)管理及集中供熱工程建設(shè)工作。