電廠鍋爐給水泵機(jī)械密封泄漏原因分析及預(yù)防措施

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1、電廠鍋爐給水泵機(jī)械密封泄漏原因分析及預(yù)防措施王友（廣東省粵電集團(tuán)有限公司珠海發(fā)電廠廣東省珠海市519000）摘要：目前大型燃煤發(fā)電廠鍋爐給水泵的軸端密封方式普遍采用機(jī)械密封的方式，機(jī)械密封泄漏的事故會(huì)嚴(yán)重影響到發(fā)電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。木文首先介紹了某700MW發(fā)電機(jī)組75CHTA-4型給水泵機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)和工作原理，然后對(duì)該廠一起給水泵機(jī)械密封泄漏事故進(jìn)行原因分析，提出相應(yīng)的提高機(jī)械密封檢修質(zhì)量的策略，為同類型的給水泵機(jī)械密封的檢修和運(yùn)行提供參考。關(guān)鍵詞：給水泵；機(jī)械密封；泄漏1引言機(jī)械密封具有密封性能好、泄漏量少、壽命長(zhǎng)、不易損壞軸和摩擦功耗少等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于輸送高溫、高壓和

2、強(qiáng)腐蝕性液體的離心泵上[1]。在工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中，常常因?yàn)闄C(jī)械密封安裝不當(dāng)，運(yùn)行中動(dòng)靜摩擦面熱變形、彈簧失效或顆粒雜質(zhì)夾入動(dòng)靜環(huán)摩擦面等原因?qū)е聶C(jī)封裝置失效，造成水泵的泄漏事故，在冶金等工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)封泄漏維修占泵類設(shè)備維修量的45%[2]o因此，機(jī)械密封的質(zhì)量肓接影響到水泵的安全運(yùn)行。2機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)和工作原理某700MW發(fā)電機(jī)組配置兩臺(tái)75CHTA-4型給水泵，給水泵機(jī)械密封采用BW/IP公司的多彈簧式平衡型雙端面機(jī)械密封，型號(hào)為QBRW-5500-5X4U,結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該機(jī)械密封是由固定在軸上并與軸一起旋轉(zhuǎn)的動(dòng)環(huán)和固定在給水泵端蓋上的靜環(huán)以及動(dòng)環(huán)套，靜環(huán)座，彈簧組成，工作原

3、理是靠彈簧組的補(bǔ)償力使靜環(huán)緊貼動(dòng)環(huán)，在水泵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，二者之間保持一層很薄的液體潤(rùn)滑膜高速旋轉(zhuǎn),阻止介質(zhì)泄漏，乂使端面得以潤(rùn)滑，由此達(dá)到密封的效果，并且吸收運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)牛的振動(dòng)。該機(jī)械密封的密封性能好，泄漏量少，使用壽命長(zhǎng)，月?不易磨損泵軸，但是制造精密，安裝精度高，給水品質(zhì)要求嚴(yán)格，不能含有較大的懸浮顆粒。圖2動(dòng)環(huán)密封圈安裝位置圖3動(dòng)環(huán)密封圈斷裂3機(jī)械密封泄漏原因分析水泵機(jī)械密封泄漏常見的原因有以下方面［3-6］：（1）動(dòng)靜環(huán)密封端面冷卻不良。密封端面由于冷卻不良易產(chǎn)生熱變形，造成密封端面不貼合，引起泄漏。（2）密封端面有雜質(zhì)顆粒。硬質(zhì)顆粒雜質(zhì)進(jìn)入石墨等材質(zhì)制作的密封面，使密封端面產(chǎn)

4、生劃傷、裂紋，導(dǎo)致泄漏。（3）彈簧補(bǔ)償不當(dāng)或彈簧產(chǎn)生歪斜引起密封面泄漏。彈簧預(yù)緊力不夠或彈簧經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生松弛或斷裂，造成彈簧失效，對(duì)靜環(huán)的補(bǔ)償不夠；彈簧壓縮量過(guò)人，可導(dǎo)致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損，過(guò)度的壓縮也可能使彈簧失去調(diào)節(jié)密封端面的能力，導(dǎo)致密封失效。（4）動(dòng)、靜環(huán)密封端面與軸中心線垂直度偏差過(guò)大，使密封端面黏合不嚴(yán)密造成泄漏。（5）水泵汽蝕。水泵汽蝕時(shí)會(huì)產(chǎn)生汽泡，沖擊機(jī)封的外表面，使其表面出現(xiàn)破損，其次密封面的潤(rùn)滑膜中有汽泡，破壞穩(wěn)定的潤(rùn)滑膜，使動(dòng)靜環(huán)產(chǎn)生干摩擦，損壞機(jī)封。（6）水泵振動(dòng)大或軸竄大。水泵振動(dòng)大會(huì)引起密封端面非圓周摩擦，軸竄大容易對(duì)密封端面產(chǎn)生擠壓破裂或使

5、密封面脫開，導(dǎo)致機(jī)封的泄漏。某廠2A汽動(dòng)給水泵于2014年2月在機(jī)組小修后首次沖轉(zhuǎn)吋，給水泵驅(qū)動(dòng)端軸端處發(fā)生較大泄漏，噴射出大量給水。解體驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封，密封面光滑平整無(wú)劃傷裂紋，拆下動(dòng)環(huán)后發(fā)現(xiàn)動(dòng)環(huán)底部與動(dòng)環(huán)座之間的密封圈擠壓斷裂，如圖2^圖3所示。由此可知此次機(jī)械密封泄漏的直接原因是動(dòng)環(huán)密封圈斷裂，水泵內(nèi)部壓力水從動(dòng)環(huán)底部斷裂的密封圈處泄漏，沿著動(dòng)環(huán)套與靜環(huán)座之間的間隙里噴射出來(lái)。進(jìn)一步分析密封圈斷裂的原因，動(dòng)環(huán)和底部密封圈在水泵運(yùn)行時(shí)是相對(duì)靜止的，運(yùn)行當(dāng)中密封圈斷裂的可能性比較小。密封圈由于安裝不當(dāng)造成失效可能性比較大，動(dòng)環(huán)密封圈是半止口配合，動(dòng)環(huán)底部有一斜槽限制密封圈外徑，

6、動(dòng)環(huán)座設(shè)置一臺(tái)階限制該密封圈內(nèi)徑。密封圈線徑較小，若有細(xì)微的安裝偏差很難用肉眼觀察出來(lái)。因此，密封圈在安裝吋未能準(zhǔn)確地裝配至這二者之間的槽內(nèi)，導(dǎo)致密封失效事故。將機(jī)械密封更換新的動(dòng)環(huán)密封圈，用深度尺測(cè)量動(dòng)靜環(huán)端面，沿圓周方向取4各點(diǎn)測(cè)量，端面與軸心線垂直的基準(zhǔn)面的高度差小于0.1mm,重新安裝機(jī)械密封至給水泵端蓋，重新沖轉(zhuǎn)后給水泵各參數(shù)正常，兩端機(jī)械密封無(wú)泄漏。4預(yù)防措施(1)安裝吋，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)密封面及密封圈表面不能存有顆粒雜質(zhì)，在動(dòng)靜環(huán)的摩擦面涂以少量凡士林或潤(rùn)滑油，防止在水泵沖轉(zhuǎn)或空試時(shí)密封面干摩擦發(fā)熱損壞。(2)安裝動(dòng)、靜環(huán)密封端面吋，測(cè)量密封端面與軸中心線垂直度。端面各測(cè)

7、量點(diǎn)與軸心線垂直的基準(zhǔn)面的高度差應(yīng)小于0.2mmo(3)泵軸的撓度應(yīng)小于0.03mm,撓度過(guò)大會(huì)造成機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)端面之間受力不均勻，液態(tài)膜無(wú)法形成，喪失密封作用。(4)機(jī)械密封各彈簧的自由狀態(tài)長(zhǎng)度與標(biāo)準(zhǔn)值之差小于0.05mm,超出該范圍必須更換彈簧。(5)機(jī)封組裝好往給水泵端蓋上安裝吋，推力作用點(diǎn)禁止采用擠壓密封端面的方式。這種情況下，動(dòng)、靜環(huán)密封圈可能擠壓變形或擠出止口位置，擠壓其至可能導(dǎo)致密封面脆性破裂。以BW/IP公司的QBRW-5500-5X4U機(jī)械密封為例，正確的推力