电厂锅炉给水泵机械密封的应用及故障分析

发表时间:2020/6/9   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:张尧
[导读] 摘要:机械密封若能够有效应用于电厂锅炉给水泵中,必然能够大幅度提高电厂的运行质量与运行效率。
        (山西漳电大唐塔山发电有限公司  山西大同  037000)
        摘要:机械密封若能够有效应用于电厂锅炉给水泵中,必然能够大幅度提高电厂的运行质量与运行效率。但在实际操作过程中,务必要做好日常维修保养工作,并且对出现的故障问题进行有效处理,确保机械密封装置能够实现长期良好运转,最终提高电厂锅炉给水泵机械密封的经济性、稳定性、可靠性。
        关键词:电厂锅炉给水泵;机械密封;应用;故障
        1机械密封工作原理
        电厂锅炉给水泵的机械密封主要由两个密封元件共同组成,分别是动环与静环,两者的表面光洁度都较高,且能够紧密地贴合在一起。机械密封端面的平面度通常处于0.0009mm的数量级,若材质为非金属,那么其粗糙度为0.04um;若材质为金属,那么其粗糙度为0.02um。动环与静环在密封作业时会相互转动作用,硬质合金、碳化硅、石墨等均是密封元件常用的材料。在密封介质、弹簧力的作用下,两个密封元件的表面通常都会出现一定值的压力,该压力会紧紧地将两者密封端面贴合在一起,而且还会形成一层液体薄膜,既可用于润滑动环与静环,又可实现对轴端的密封。基于电厂锅炉给水泵的机械密封结构而言,一旦电厂锅炉给水泵运行,那么机械密封也会随之而转动,且液体膜与动环(处于旋转状态)会出现强烈的摩擦,摩擦所产生的热量会在短时间内迅速让液体膜的温度升高,甚至还有可能会让局部液体膜温度高于其沸点,进而汽化液体膜,导致液体膜出现较大程度的破坏,动环与静环也就由原来的润滑状态变为干摩擦,持续时间一长,就会导致机械密封失效。
        2机械密封在电厂锅炉给水泵的应用优势、应用要点及安装方式
        2.1机械密封的应用优势
        与其他类型密封方式相比,机械密封的弹簧通常都具有可让两个密封元件紧密贴在一起的预紧力,可有效防止出现泄漏现象。与此同时,机械密封采用油补偿机构,在使用过程中不需要频繁调整装置,且电厂锅炉水泵的轴端面与电厂锅炉的接触面积较小,基本不会出现相对运用,因此,摩擦功率损耗很小。此外,机械密封能实现合理搭配摩擦副材料,可有效改善电厂锅炉给水泵的轴端密封系统,即便长时间处于恶劣的运行工况,依然可保持较佳性能。
        2.2机械密封的应用要点
        (1)为了能够有效增强电厂锅炉给水泵机械密封
        的使用性能,可采用自然冷却或冲洗冷却的方式来降低运行温度,其中,以冲洗冷却为主。冲洗冷却既可避免电厂锅炉给水泵出现液膜汽化、杂质聚集等现象,又可降低轴封箱温度,还可改善现有的润滑条件,可谓一举多得。值得注意的是,可将密封介质从电厂锅炉给水泵的高压侧引入,从电厂锅炉给水泵的低压侧引出,进而达到循环冲洗的效果。(2)为了能够有效增强电厂锅炉给水泵机械密封的使用寿命,可为机械密封配备一套附属系统来改善其的运行工况。附属系统由于具备流体替代、杂质清除、温度控制等诸多功能,可用于有效控制粒度、压力、温度等因素。
        2.3机械密封的安装方式
        在安装电厂锅炉给水泵机械密封时,首先,需要对具体安装方式与安装图进行掌握;其次,要彻底清理密封零件的锈垢、油污、毛刺等;再次,要涂抹润滑油,并检验密封环的平面度;最后,在对辅助密封圈进行安装的过程中,务必要确保每个密封圈都有适当的间隙,以此来最大限度地保障密封性能。值得注意的是,还需要注意动静环的安装方向,待安装完机械密封的全部部件之后,还要安装辅助系统。
        3电厂锅炉给水泵机械密封的泄漏原因及对策
        3.1材料原因导致的渗漏
        (1)密封件损坏引起渗漏。电厂锅炉给水泵机械密封的运行环境通常是在强酸、高压、高温环境,较易损坏机械密封的构成部件,进而出现渗漏现象。大量的实践经验表明,机械密封的辅助密封件较易在腐蚀下出现破坏,鉴于此,机械密封的辅助密封件可选用具有良好耐强酸、耐高压、耐高温性能的氟橡胶。(2)细小颗粒杂质引起渗漏。

在电厂锅炉给水泵机械密封的运行过程中,密封端面内若渗入细小颗粒杂质,那么细小颗粒杂质就会随着两个密封元件的运行而严重磨损密封端面,时间一久,就会导致端面出现划伤或划痕。对此,密封端面的材质可选择碳化钨材料(硬度较高)。
        3.2静试泄漏
        在顺利安装电厂锅炉给水泵之后,通常需采用灌水静试的方式来检查机械密封是否存在着泄漏问题。基于泄漏量的大小,可将故障类型分为严重性泄漏故障、持续性泄漏故障、间歇性泄漏故障等。其中,间歇性泄漏故障的泄漏量较小,主要是由于电厂锅炉给水泵的转子轴向窜动量过大而导致。对此,可通过合理调整电厂锅炉给水泵的轴向窜动量,来确保机械密封的可靠性与安全性。若持续性泄漏故障的泄漏量较大,务必要判断到底是密封腔装配面导致的泄漏,还是端面导致的泄漏。若为严重性泄漏故障,那么需要在第一时间内检查电厂锅炉给水泵是否出现气蚀现象,摩擦副元件是否出现断裂现象。
        3.3运行时出现泄漏
        (1)真空状态运行造成的机械密封泄漏。电厂锅炉给水泵在开停机时,若有漏气现象出现在进口管,那么就很容易引发密封腔出现负压,进而就会有干摩擦现象出现在密封端面,长此以往,就会有破损现象出现在密封端面,进而出现机械密封泄漏故障。对此,可采用双端面密封方式,这样一来,既可有效改善润滑环境,又可增强密封性能。(2)若机械密封的运行介质中混入了淤泥,那么就会让密封圈长期处于磨损状态,若机械密封装置的弹簧内也混入淤泥,必然会让弹簧出现形变,且不规则,进而出现渗漏问题。与此同时,摩擦作用也较易损坏密封端面,引发机械密封泄漏故障。对此,务必要定期检验机械密封的密封圈,若有问题,要在第一时间内予以更换,且彻底清除掉弹簧中的淤泥。另外,密封端面的材质可选择碳化钨材料(硬度较高)。(3)若机械密封端面存在着润滑油量不足的现象,那么就较易在干摩擦的作用下而导致端面破损。对此,务必要定期润滑保养,确保动静环密封面的润滑油面低于油室腔内的润滑油面。
        4锅炉给水泵的日常维护措施
        4.1建立完善的维护管理体系
        在对给水泵进行日常维护管理的过程中,首先要建立完善的维护管理体系,才能保证各项维护措施落到实处。企业要根据实际生产情况以及锅炉设备运行过程中的负荷状况,制定严格的给水泵检修计划,对给水泵检修养护时间进行确定。并且制定完善的管理制度,规范检修作业的流程和内容,才能实现检修的目的。而且要对检修人员的日常操作进行约束和管理,避免因为检修人员的操作失误,引发给水泵的故障问题。
        4.2加强给水泵的维修管理
        在对给水泵进行日常检修和养护的过程中,检修人员应该严格的按照检修标准进行各项操作,并且对泵轴和部件之间的间隙情况进行重点检查。还要对润滑系统的油质情况以及连轴器的运行情况进行仔细的排查,同时还要对给水泵的实际运行情况以及运行参数进行核对,才能对给水泵的运行故障问题进行准确的分析和判断。在进行锅炉系统检修的过程中,应该对给水泵的运行情况进行全面的检修,一旦发现给水泵存在故障隐患,就要及时的进行排除,才能保证其运行的稳定性。
        结束语
        锅炉给水泵是电厂的主要组成部分,其是否能够有效运行将会对电厂的运行质量与运行效率造成较大影响。机械密封具有使用寿命长、可靠性高、泄漏量小等较多特点,目前已经被广泛运用于压缩机、反应釜、泵等设备中。做好电厂锅炉给水泵的机械密封,能够确保其实现有序、稳定、安全运行。
        参考文献:
        [1]常淑华.锅炉给水泵机封水系统改造[J].化工设计通讯,2018,44(10):82.
        [2]马斌,张伟.影响机械密封使用寿命几种情况的探讨及解决措施[J].冶金动力,2018(10):77-78.
        [3]叶明.电动锅炉给水泵组前置升压泵驱动端机械密封装置故障分析及对策[J].通用机械,2018(10):27-29.
        [4]陈宁,胡永海,陈乃娟.核电常规岛主给水泵转子动力学分析[J].水泵技术,2018(02):6-8+22.
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