大型电动给水泵机械密封泄漏的原因分析及处理

大型电动给水泵机械密封泄漏的原因分析及处理2006年第21卷第3期(总第76期)电力JoURNALOFELERICPOWERVo1.21No.32006(Sum.76)文章编号:10056548(2006)03034103大型电动给水泵机械密封泄漏的原因分析及处理闫哲(太原第一热电厂,山西太原030021)TheCauseAnalysisandSolutionoftheLeakageofMechanicalSealintheMotor?-DrivenFeed?-WaterPumpYANZhe(TaiyuanNo.1ThermalPowerPlant,Taiyuan030021,China)摘要:针对300MW热电联产机组给水泵前置泵内置平衡式机械密封(型号48B1/GR171/SC)的泄漏,从泵的设计制造,机械密封的结构,安装工艺要求,运行参数的调整等几个方面进行了具体的分析,论述了根据分析结果采取消除泄漏的方法及运行中的注意事项.关键词:给水泵;机械密封;泄漏;中图分类号:TK284.7文献标识码:BAbstract:Tocountertheleakageofmechanicalspalinthefrontinnerbalancedmotor.drivenfeed.waterpumpofthe300MWthermoelectricgeneratorset.thearticleanalyzesthedesignandmanufacture,thestructureofthemechanicalseal,themountingprocessdemandsandtheadiustmentoftheoperatingpararneters,anddiscussesnotonlythemethodstoeliminatetheleakageaccordingtotheanalysisresult,butalsotheoperationattentions.KeyWords:pump;mechanicalseal;leakage某厂五期2300MW机组系东方汽轮机厂制造的亚临界1次中间再热,3缸2排汽单抽冷凝式汽轮机.给水泵组采用波兰WeirPumps有限公司生产的6型前置泵,FK6F32型主泵.主泵的密封是1个成套组件,性能稳定,更换率低.前置泵的机械密封采用CranePacking有限公司生产的48B1/GR171/SC型,内置平衡式机械密封.因诸多因素的影响,在随机备件使用完毕,国产化改造过程中,不同类型机械密封的使用寿命从几天到几百天不等.如何解决此问题,最大限度地发挥它的使用效能,降低泄漏率,一直是研究的主要课题.所有正常运转的机械密封都有一些泄漏.泄漏量的大小取决于许多因素,其中主要的是密封运行时的润滑状态.由Mayer于1977年提出的泄漏量实验公式为Q=3.6nDoPHS/P.式中:Q1为泄漏量(mL/h);D.为密封端面的进口直径(mm);P为通过密封的压差(bar);H为端面间距(mm),对于磨合后的密封通常取0.3810I3;S为间隙系数(bar/s);P为密封端面压力(bar).该式表明:泄漏量与密封尺寸,平衡系数及压差有关.由图1可见,泄漏率随转速升高而增加,当密封的泄漏率为理论平均值的250倍时,该密封*收稿日期:20060428修回日期:20060526作者简介:闫哲(1971一),男,山西太原人,工程师,汽轮机设备检修.342电力2006焦的运行必定是不正常的,已是事实上的泄漏.).4.3.料蒌2.1.?图1泄漏量修正系数1泵的设计制造对泄漏的影响对机械密封进行的数年调查表明,密封泄漏的基本原因及比率见表1.表1密封泄漏的基本原因及比率序号基本原因具体体现比率/%冲洗液中断1操作问题40负荷突变安装误差2机械方面的问题间隙不当24调整不当负压不足3液体回路设计错误冲洗液不足19泵特性不适应4密封元件选择不当材料或基本结构错误95其他原因81.1密封腔压力其大小对机械密封的性能及寿命都有不同程度的影响.这一般由设计者根据用户提供的数据,参数进行设计.1.2泵壳体及底座的刚度泵底座的刚度会直接影响泵,机械密封,联轴器和轴承等零部件的长期可靠性.一旦壳体相对于轴发生变形,泵及其零部件的寿命会缩短.泵转子相对于壳体的任何径向位移都会使密封端面改变滑动轨迹,从而引起密封泄漏,甚至还会使较软的密封环发生断裂.转子相对于密封端面允许的最大径向变形不能超过0.05mm.见图2,图3.1.3轴变形a.密封端面处轴的静变形,指在轴颈轴承的支撑下,转子上的全部负荷造成的自由垂直度偏差.轴在密封处的静变形不能超过0.05rn.b.密封端面处轴的动态变形,指在轴颈轴承的支撑下,由转子重力(静态)以及泵叶轮产生的动态径向力引起的变形.标准泵的变形值应符合有关标准的规定,如AP1610,ISo5199等.对非标准泵,在正常流量下,其设计最大动态变形最好不大于0.05mm,在最小流量下,不超过0.1mm.昌昌样堡匠黎斗<嘣转速/i0r.min.图2最大轴向偏转曲线转速/10r.min图3最大许用密封角变形曲线1.4转子不平衡泵转子的机械平衡性不好,使密封的破坏增强,缩短密封的使用寿命,因此,应该采用下列国际公认的转子平衡标准:ISo1940刚性的平衡;ISo5406挠性转子的机械平衡.1.5振动强度振动强度大会缩短密封的寿命,然而就目前的技术水平而言还无法作出定量的评价.在日常工作中,只有将振动降至允许范围内,才能从根本上提高密封的寿命,清除密封泄漏的重大隐患.2密封的结构影响2.1与泵体的连接件与泵体连接件的材料一般采用不锈钢AIS1316,要求:密封套直径配合公差0.05mm;密封套的椭圆度不超过0.025mm;密封套表面光洁度0.4-0.6ktm;密封室表面与轴的中心偏差<0.03mm;密封套导缘10.的斜切削角3mm长,并具有1mm圆角.2.2密封端面的选用加堪m嘴mmmmnnnn第3期闫哲:大型电动给水泵机械密封泄漏的原因分析及处理343碳一石墨,通常称为石墨,是密封面动环的首选材料.由于浸渍填料不同,又分为树脂浸渍类,金属填充类;分别与镍合金,硬质合金静环端面配对.通过十年的使用,发现硬质合金与金属浸渍的碳一石墨组成的密封面更适合给水泵使用,性能优于其他材料.并且要求表面平面度<1unl,表面粗糙度0.1-0.2lnlTl.3机械密封的安装3.1必要的检查a.在密封必须通过的密封套表面,静盘与泵壳配合表面光滑,无毛刺,无划痕;各个弹簧表面无裂纹,长度相同;b.各o形圈完整,平滑,清洁,无破损,弹性良好;c.密封端面无碰撞,凹坑,断裂或薄层脱落,无材料的点状腐蚀,槽口无划痕,磨损之处.3.2装配中的几个重要环节a.将密封单元的动环部件放置在干净的平台上,静环部件放置在动环部件上,用力压至弹簧极限,确定位置,保证密封轴套中槽的内缘同密封板的外缘平齐处为弹簧伸长量的1/2左右,见图4.b.安装时,应留有一定的温度补偿量.推力轴承安装后,紧固调节轴套到正确位置,测量轴套与静环内孔径向单侧间隙>0.15lnlTl.防止设备在运转过程中动,静磨擦,轴套与轴抱死,导致热应力破坏使密封端面过热爆裂;图4轴套与密封板的装配c.所有的o形圈在安装前,应清洁干净,用硅油轻轻覆盖1层,不能使用其他油或油脂,防止搓断,啃伤;d.机械密封装配合适后,必须检查所有密封的冷却水管路是否畅通,防止密封端面加热,加快磨损,使泄漏加剧;e.新安装的密封,泄漏量有时会大大超过设计值,但经过一段时间,密封端面相互磨合后,泄漏量会减少.4结束语综上所述,只要严格按照以上要求,标准执行,就能有效降低机械密封泄漏率,改善泵的性能,延长使用寿命.该厂在采取上述综合措施后,较好地解决了给水泵前置泵的机械密封问题.参考文献:1郭立君.泵与风机M.北京:水利电力出版社,1983:104130,181189.责任编辑:王琨(上接第340页)资,按照工程类比折算,改造加固大型水库关河水库和后湾水库,约需投资1.2亿元;改造加固中型水库为24座,约需投资15亿元.6.2重视水库现代化管理设施的建议根据各水库建筑物工程规模及数量,按照现代化的管理手段,建设完整的水文测报系统,测压管水位遥测系统,水质自动化监测系统及闸门远程遥控系统等自动化设备,为工程的防洪调度,管理提供科学有效的依据,彻底改变汛期不敢蓄水,汛后无水可蓄的状态,增强水库应对超标准洪水的能力,根据监测数据,采取一定的工程安全措施,做到标准内洪水能蓄,超标准洪水能排.6.3加强日常的工程维修养护工作在水库各种监测设施建设齐全后,水库日常的工程维修养护工作必须到位,彻底改变过去工程建设中重建设,轻管理的观念,做到及时发现问题,及时采取工程措施,保障水库安全运行,使水库的效益充分发挥.6.4多功能水库的建设通过对水库的加固