高壓鍋爐給水泵軸封改造

1、 高壓鍋爐給水泵軸封改造 摘要：在通常情況下，各大石化、煉油、發(fā)電及化工等裝置均配有鍋爐系統(tǒng)，鍋爐系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)全廠設(shè)備正常運(yùn)行有著重要意義，由于鍋爐水具有高溫、高壓、介質(zhì)易氣化等特點(diǎn)，經(jīng)常造成密封的泄漏，分析解決此問(wèn)題對(duì)裝置的安全運(yùn)行及降低設(shè)備運(yùn)行成本有很大幫助。本文通過(guò)案例進(jìn)行分析，探討某熱電的聯(lián)產(chǎn)裝置中的蒸汽透平高壓鍋爐給水泵，其原軸封結(jié)構(gòu)采用的填料密封，由于經(jīng)常要停機(jī)來(lái)更換填料，無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的周期的穩(wěn)定運(yùn)行，并且由于填料的密封功率損失比較大，沖洗水的浪費(fèi)也比較大。為此，通過(guò)將原填料密封改為機(jī)械密封，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的作用，并且可以大大的延長(zhǎng)設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行的周期時(shí)效。關(guān)鍵詞：給水泵

2、；軸封；填料；機(jī)械密封1給水泵在電站輔機(jī)中的地位高壓鍋爐給水泵作為電廠發(fā)電機(jī)組的重要輔機(jī)之一，其運(yùn)行可靠性對(duì)整個(gè)發(fā)機(jī)電組的能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行影響很大。從20世紀(jì)90年代以后，我國(guó)發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量在不斷擴(kuò)大，自本世紀(jì)初開始，我國(guó)已開始自主發(fā)展技術(shù)先進(jìn)的超臨界、超超臨界機(jī)組，而且起步容量在1000mw及以上。因?yàn)榻o水泵的容量在隨之不斷的增大，出口壓力也在隨之不斷的增加，泵容量的配置由250不斷的上升，所以對(duì)給水泵的可靠性要求越來(lái)越高。給水泵的可靠性涉及泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、制造標(biāo)準(zhǔn)、裝配、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)、安裝試運(yùn)、配套產(chǎn)品質(zhì)量等諸多技術(shù)問(wèn)題。根據(jù)有關(guān)的資料統(tǒng)計(jì)顯示，近些年我國(guó)大型電廠運(yùn)行給水泵的

3、主要技術(shù)原因是漏水、磨損、振動(dòng)超標(biāo)等問(wèn)題；主要責(zé)任原因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量不良和檢修質(zhì)量不良問(wèn)題，漏水主要是由于軸封、級(jí)間、端蓋等部位密封故障的問(wèn)題，當(dāng)然也包括軸承部位漏油；磨損主要是指軸承、密封間隙、節(jié)流間隙(含密封環(huán)、導(dǎo)葉套、平衡套部位)以及軸的磨損；而振動(dòng)是很多故障情況的綜合的反映，是屬于比較復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。2案例簡(jiǎn)介某石化企業(yè)的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中，有3臺(tái)高壓鍋爐給水泵是130t/h流化床鍋爐系統(tǒng)中的核心設(shè)備。該泵為沈陽(yáng)水泵石化泵有限公司生產(chǎn)的bb4型單殼徑向剖分兩端支撐式多級(jí)離心泵；由高壓蒸汽透平驅(qū)動(dòng)；入口壓力0.5mpa，出口壓力14mpa，操作溫度160，介質(zhì)為除鹽水；軸封采用傳統(tǒng)的填料密封。因

4、該泵需要定期停機(jī)更換填料，無(wú)法滿足裝置“長(zhǎng)周期”運(yùn)行的要求；在分析原有的軸封結(jié)構(gòu)后，決定將原填料密封改造為機(jī)械密封。3原泵軸封結(jié)構(gòu)及運(yùn)行情況該泵兩端填料密封函內(nèi)嵌在泵軸承箱的中間連接體上，填料為16*16mm碳纖維柔性石墨條，共4層，中間帶隔水環(huán)，通過(guò)循環(huán)水對(duì)填料函進(jìn)行沖洗和潤(rùn)滑；填料壓蓋為兩半式，方便拆裝更換填料。填料函外設(shè)置翅片冷卻夾套，接循環(huán)水進(jìn)行冷卻。由于填料密封的固有特性，需要適量的沖洗水外漏；同時(shí)，填料與軸套運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)摩擦，增加設(shè)備功耗，降低設(shè)備效率。填料磨損會(huì)使軸封泄漏量增大，必需定期停機(jī)更換填料和軸套。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每3-6個(gè)月需進(jìn)行1次檢修，維護(hù)成本高；除此之外，填料沖洗水無(wú)

5、法回收對(duì)水資源造成極大浪費(fèi)。4軸封改造可行性分析機(jī)械密封以泄漏量小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被大量的應(yīng)用于各類機(jī)泵中，鍋爐給水泵中也有較好的應(yīng)用業(yè)績(jī)，可以滿足生產(chǎn)的需求。為順利實(shí)現(xiàn)改造，盡量減少設(shè)備零部件的改動(dòng)，需要對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量，并由機(jī)械密封生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)提出最佳的密封腔體尺寸要求。對(duì)比情況（表1）從表1的數(shù)據(jù)對(duì)比中，腔體外端面與軸承箱的距離排除了使用外置機(jī)械密封的可能性；腔體尺寸較小，無(wú)法滿足內(nèi)置機(jī)械密封的設(shè)計(jì)要求；原軸套通過(guò)螺紋鎖緊套固定，軸上螺紋在機(jī)封安裝時(shí)，易損傷軸套密封o形圈。所以，依現(xiàn)在有條件，無(wú)法在原有填料腔體中進(jìn)行機(jī)械密封改造，需要將密封腔體尺寸擴(kuò)大。由于密封所在連接體屬單獨(dú)部件，

6、故可以對(duì)連接體進(jìn)行改造，使其滿足機(jī)械密封安裝要求。5軸封改造方案根據(jù)泵的運(yùn)行參數(shù)及介質(zhì)特性，最終確定采用多彈簧單端面平衡型集裝式機(jī)械密封（圖1），密封沖洗設(shè)置布水擋環(huán)，實(shí)行多點(diǎn)注水；機(jī)封動(dòng)環(huán)采用硬質(zhì)合金，并在密封端面開圓弧深槽，以增加密封面的潤(rùn)滑和冷卻效果；密封沖洗方案采用plan32（外沖洗），沖洗介質(zhì)為40的除鹽水。為消除軸上螺紋對(duì)機(jī)封安裝的影響，方便機(jī)械密封定位，選用雙軸套結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)原軸套的專用備帽，保證軸肩光滑過(guò)渡。重新設(shè)計(jì)軸承箱的中間連接體（圖2），保持原有連接及安裝尺寸不變；材質(zhì)選用zg250，去除冷卻水腔，增加加強(qiáng)筋板來(lái)提高連接體剛性；根據(jù)機(jī)械密封尺寸，設(shè)計(jì)密封腔體結(jié)構(gòu)；另外，設(shè)

7、計(jì)可拆卸的喉部節(jié)流襯套，以保證密封沖洗水的冷卻效果，降低沖洗水用量；沖洗水可以直接進(jìn)入泵體內(nèi)，不再外排造成浪費(fèi)。6改造后運(yùn)行效果該汽動(dòng)給水泵完成軸封改造后，運(yùn)行狀態(tài)良好，振動(dòng)、溫度都在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。軸封零泄漏，除去了循環(huán)水冷卻系統(tǒng)及填料沖洗水，并節(jié)約了循環(huán)水的用量，消除了沖洗水外漏引起的水資源浪費(fèi)；機(jī)械密封軸功率損失只有填料密封的5%-10%，提高了泵的運(yùn)行效率。該機(jī)械密封改造后，未發(fā)現(xiàn)泄漏痕跡，大大減少了設(shè)備停機(jī)次數(shù)，減少了設(shè)備維護(hù)量。7結(jié)束語(yǔ)鍋爐水泵的軸封改造后的效果非常明顯，機(jī)械密封改造開車后密封性能優(yōu)良，軸封泄漏的問(wèn)題得到徹底解決。使得整個(gè)汽輪機(jī)及泵組可以長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行；同時(shí)，除去了填料冷卻水及外排沖洗水，節(jié)約了水資源的消耗。機(jī)械密封在運(yùn)行工況穩(wěn)定，沖洗條件良好的情況下，其使用壽命基本躍10000h，且不會(huì)損害軸套等其他零件，大大的減少了維修成本。參考文獻(xiàn)1龍建華，于海濤，何永亮.高溫高壓鍋爐給水泵機(jī)械密封失效分析及優(yōu)化措施j.石油和化工設(shè)備，2017(20)：108-110.2楊福.高壓鍋爐給水泵軸封改造j.設(shè)備管理與維修，2020(4):102-103.3鄭軍，龐振歌.高壓鍋爐給水泵125-ja軸頭斷裂分析與控制j.化工機(jī)械.2018(2):218-220.4田靜.高壓鍋爐給水泵改