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给水泵机械密封装置泄露原因分析

内蒙古北方电力海勃湾发电有限责任公司(以下简称海电)200MW机组的给水泵为两台100容量的电动给水泵。该型给水泵为沈阳水泵厂生产的50CHTA/5SP—2型,密封为机械密封形式。在设备运行过程中机械密封装置出现泄漏情况,严重威胁机组及设备的安全运行。

1机械密封装置的原理

机械密封装置是无填料的密封装置。所示它是靠固定在轴上的动环和固定在泵壳上的静环以及两个端面的紧密接近(由弹簧力滑推)达到密封的。在机械密封装置中,泄漏返回水经动环座套上的高鲁皮夫(Golubiev)反向螺旋槽提升压力,经过通道强制进入动环和静环的间隙中去,以带走摩擦热和冲掉汽泡杂质等。压力密封水一方面顶住高压泄出水,另一方面窜进动静环之间,维持一层流动膜,使动静环面不接触。流动膜很薄,由于高压水的作用,因此泄出水量很少。

图150CHTA/5SP—2机械密封装置

2运行过程中出现的问题及分析

2.1机械密封装置管系的焊接质量差严重影响给水泵的安全,海电200MW给水泵机械密封液温度设计为80℃报警,90℃跳泵。当运行中管系稍微泄漏使机械密封液温度缓慢升高(由于经热交换器的机械密封液减少,或机械密封液得不到良好的冷却);当管系严重泄漏使机械密封液温度急剧升高。这些都使机械密封动环和静环及贴和面得不到很好的冷却,使动静环过热而损坏。运行中多次发生由于机械密封管系泄漏导致给水泵跳闸,也加重了机械密封的磨损。因此对机械密封装置管系的焊接质量提出了更高的要求。

2.2给水水质对机械密封装置的影响。由于机械密封装置对水质的要求较高,当水质恶化时,由于机械密封装置的循环管系比较细,使机械密封装置急易堵塞造成机械密封液温度升高;当给水泵在低转速运行时,当水质恶化时,由于高鲁皮夫(Golubiev)反向螺旋槽的提升压力较低,使杂质不能被水及时带走,导致杂质沉积在机械密封贴和面处,划伤机械密封动静环的贴和面,使机械密封泄漏。因此必须加强机组启停机和正常运行的水质的监督

2.3运行方式对机械密封装置的影响。

2.3.1当机组处于经常性的负荷调整,使给水泵处于变工况状态或给水泵经常处于启停状态时,导致给水泵泵轴的瞬间窜动,使给水泵动静环间的贴和面间隙过小,不足以形成流动膜,而造成动静环的干摩擦,使机械密封装置损坏。海电#42给水泵曾出现由于泵组本身的平衡破坏,使推力轴承磨损,导致械密封装置泄漏。因此在运行中尽量减少大幅度的调整泵组。防止机械密封装置损坏。

2.3.2当给水泵处于正常备用状态时,此时该泵静止。由于该泵备用时必须投入暖泵装置,这时虽然投入了机械密封装置的冷却水,但由于泵组未转动,因此机械密封装置中的水不可能流动,所以机械密封装置的石墨环(静环)处于100℃以上的高温中,而当该备用泵联启立即带负荷时,100℃以上水忽然流动起来经过冷却器后变成30℃以上的回水流过机械密封装置的石墨环,使石墨环骤冷而产生裂纹,导致机械密封装置泄漏。因此在泵组正常备用时可加一个小的循环泵使机械密封装置的水流动起来,避免上述现象的发生。