电厂锅炉给水泵机械密封的应用及故障分析 孙利忠

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:孙利忠
[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。
        连云港碱业有限公司  江苏连云港  222042
        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。本文探讨了电厂锅炉给水泵机械密封的应用及故障分析。
        关键词:电厂;锅炉给水泵;机械密封;应用;故障分析
        引言
        机械密封在现代流体机械中广泛应用,特别是在泵体的机械密封中。机械密封技术比传统的填料密封更可靠,使用寿命长,维修周期长,具有广泛的应用范围,因此受到重视和推广应用。但当机械密封泄漏,维修人员必须在控制相关技术的基础上,结合机械密封断层的实际情况,分析问题的原因,以便采取适当的措施,延长使用寿命,节省资源,提高经济效益。
        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0.0009ram的数量级,若材质为非金属,那么其粗糙度为0.04urn;若材质为金属,那么其粗糙度为0.02urn。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机械密封的应用优势及安装
        2.1机械密封的应用优势
        相较于其他类型的密封,机械密封的弹簧有一定预紧力,可以使动静环始终贴在一起,所以可以避免泄漏。同时,机械密封油补偿机构,无需经常进行装置的调整。在使用时,密封与水泵轴端面的接触面积也较小,所以可以减少设备的摩擦功率损耗。而由于密封与轴的接触部位几乎很少发生相对运用,所以基本上不会给轴套带来摩擦损伤。此外,应用机械密封可以进行相匹配的摩擦副材料的选用,从而使锅炉给水泵轴端的密封系统得到完善。
        2.2机械密封的应用要点
        在锅炉给水泵进行机械密封的使用时,为了提高机械密封的使用寿命,还需要使用密封循环系统改善密封所处的工况。具体来讲,就是为机械密封配备一套附属系统,从而使密封件的工作环境得到改善。使用该系统,可以对温度、压力、黏度、粒度和含杂质浓度等因素进行控制。因为,该系统具有温度控制功能、清除杂质功能和流体替代功能,可以对密封工况进行有效控制。就目前来看,锅炉给水泵轴端的机械密封的应用需要采取相应的温度控制方法,以便确保密封的使用性能。而常用的方法主要有2种,即冲洗和冷却。使用冲洗的方法可以降低轴封箱的温度,并且防止杂质聚集和液膜汽化,能够使装置的润滑条件得到改善。在冲洗的过程中,可以从泵的高压侧进行密封介质的引入,然后使介质通过密封室返回泵的低压侧,从而实现对装置的循环冲洗。
        2.3机械密封的安装
        在安装密封之前,需要全面了解安装图和安装技术,并将密封零件上的毛刺、油污和锈垢清理干净。在安装过程中,需要进行润滑油的涂抹,并且使用卡尺法对密封环的平面度进行检验。具体来讲,就是将卡尺放在工件表面,然后以手电光照射卡尺与工件的间隙,观察透光的均匀性,从而对工件的平面度进行判断。在安装辅助密封圈时,需要确保各个圈之间保持一定的间隙,从而确保密封性能。对动静环的安装,还需要注意方向。

完成所有部件的安装后,需要进行辅助系统的安装。
        3电厂锅炉给水泵机械密封的泄漏故障原因及对策
        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)为了能够让电厂锅炉给水泵机械密封装置有更好的性能,务必要定期更换机械密封装置的弹簧组、静环、动环等零部件,并且还要密切关注轴套固定环锁紧螺栓紧固变化与轴套位置变化,一旦发现存在着异常现象,要及时予以处理,防止再次出现类型故障问题。
        4结语
        在电厂锅炉给水泵中合理应用机械密封,能够进一步提高电厂的运行效率与质量。不过在实际应用过程中,需要掌握相应的应用要点,并且做好日常的维修和保养工作。因为一旦机械密封出现泄漏故障,如不能及时进行处理,所造成的后果将不堪设想。因此,作为相关的管理人员,可以掌握机械密封系统的正确应用方法,并且对于机械密封过程中可能出现的故障及相应的预防处理措施。
        参考文献
        [1]胡泽君.高压锅炉给水泵平衡腔压力高原因分析及修复处理[J].化工设计通讯.2016(07)
        [2]于伟然,李明明,王明兰.浅谈高压锅炉给水泵的节能改造[J].山东工业技术.2017(09)
        [3]丁鸿吉,郝文旭.锅炉给水泵机组故障诊断及处理[J].大氮肥.2017(04)
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