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1、The Technological Application of Mechanical Seal on Condensate Pump in Power Plant江苏射阳港发电有限责任公司224346 施 缤摘 要：针对承受传统填料密封构造分散水泵的缺点，在机组扩建时，尝试承受机械密封构造， 并依据机械密封的工作原理和特点，配置及完善了相关的密封水系统，提出了运行调整应留意的一些事项，取得了良好的密封效果和经济效益。关键词：分散水泵 机械密封 轴封Abstract: Aim at defects of packing seal condensate pump, we tried to use
2、 mechanical seal in pump during the expanding construction of the generating set, According to the principle and the characteristicsof mechanical seal, we have configured and perfected the corresponding system of sealing water, we have also brought up some notice at operation and coordination, in so
3、 much that we”d acquired favorable seal and economic benefit.Keyword: condensate pump, mechanical seal, shaft seal0 引言电厂用分散水泵的构造通常是筒袋型、立式、多级离心泵，它是发电厂重要辅机之一，蒸汽在汽轮机中作过功后，排出到凝汽器冷却，变为分散水，再由分散水泵输送出去，经分散水系统、 给水系统加热后回到锅炉循环使用。分散水泵运行工况的最大特点是，水泵的入口接自凝汽器， 入口工作压力接近负的一个大气压。当分散水泵运行时，分散水泵本体既有负压区、也有正压区存在从叶轮出口起为正压；
4、而当分散水泵备用时，从分散水泵入口直至出口逆止门前，均处于负压状态。当分散水泵发生向外的泄漏，将造成分散水的铺张损失；而当分散水泵发生向内的泄漏，空气中氧气溶解于分散水， 将会使分散水溶氧超标，分散水溶解氧是电厂化学监视的一个重要指标，溶氧超标后，分散水系统设备开头加速腐蚀，威逼机组的安全运行。因此水泵从构造设计上要依据运行工况特点，实行相应的措施，保证水泵在运行和备用状态下，都不发生不行控的向外或向内泄漏。在分散水泵的各处密封中，轴端密封作为动密封形式，密封难度较大，是分散水泵泄漏 的重点把握部位，也是本文探讨的重点所在。1 构造原理某公司#1、2 机配套的是 12NL-160 型分散水泵，
5、流量为 355m3/h，扬程为 158m，泵的轴封构造为填料密封。这种构造虽然易于维护，但填料及轴套易磨损，填料紧力经常需要调整，水封环腔室易堵塞，轴封泄漏量较大，铺张了大量除盐水，也使得泵简洁因吸入空气导致出力不正常， 并影响分散水溶氧。鉴于此状况，在#3、4 机扩建设备招标时，我们与凝泵制造厂家合作，提出轴端密封承受机械密封方案，得到厂家响应并进展了相关设计。1.1 机械密封有关原理机械密封又称端面密封，是一种旋转机械的轴封装置，具有泄漏量少和寿命长等优点， 在国家有关标准中是这样定义的：“由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力或磁力的作用以及关心密封的协作下保持贴合并相对
6、滑动而构成的防止流体泄漏的装置。”机械密封由四个局部组成：（1） 由动环和静环组成密封端面，又称为磨擦副。（2） 由弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿机构，使密封端面严密贴合。（3） 关心密封圈，阻挡介质通过动环与轴之间、静环与压盖之间的泄漏。（4） 使动环随轴旋转的传动机构。1.2 分散水泵机械密封构造说明分散水泵供货后，从厂家资料反映其机械密封构造原理图如图 1。图 1 分散水泵机械密封构造原理图依据厂家设计，关于机械密封各个接口的功能说明汇总如表 1。接口编码接口类别功能说明表 1F供水接口从今处引入 0.40.6MPa 压力的密封水F出水接口调整该接口处的阀门，保证出水压力在 0.10.
7、2MPaQ冲洗接口引入除盐水或分散水，对机械密封静环上部进展冲洗D出水接口保证冲洗水呈滴状流出即可，一般不再引出管道2 应用及分析2.1 安装实施依据厂家资料的精神，我们设计了分散水泵密封水系统图如下，在#3 机安装时实施：图 2 凝泵密封水系统图该系统图主要流程特点及密封原理介绍：（1） 以凝泵轴封盒为分界，左侧为进水管路，右侧为出水管路。（2） 为保证牢靠性，进水管路有两路水源，一路是凝泵出口母管，另一路是电厂的除盐 水母管。（3） 除盐水母管供水管路有两个作用，一是机组启动前，由于分散水母管没有压力，用 除盐水母管水源作为启动用水；二是当机组运行中，运行凝泵假设突然跳闸，分散水母管压力下
8、跌，此时作为事故用水。（4） 依据厂家设计，进水压力把握在 0.4-0.6MPa 左右，压力过高，超过机械密封的密封压力，将使轴封向外漏水。（5） 密封水进入轴封盒后，一局部流入泵内，多余局部则通过出水管路流出泵外，回收 处理。出水压力设计在 0.1-0.2MPa 左右，这样可以保证轴封盒内始终为正压，杜绝轴封向内漏 空气。2.2 试运行状况及分析（1） #3 机组整组启动后，密封水进、出水压力表现特别，具体运行状况如下：a、机组真空建立前，通过调整阀门V01、V02、V03，可以保证运行凝泵和备用凝泵的密 封水压力 P01 在 0.4-0.6MPa、P02 在 0.1-0.2MPa，符合设计
9、要求；b、机组真空建立后，运行、备用凝泵的密封水压力 P01、P02 降至 0，经反复摸索调整阀门 V01、V02、V03，运行凝泵P01 只能到达 0.1MPa，而其余压力均为 0，不符合设计要求的压力范围。（2） 轴端密封盒的实际构造状况通过查看凝泵图纸，并比照现场状况，觉察机械密封盒上除了从前介绍的四个接口，还 有两个不明接口与水泵本体有连接，依据实际状况绘制分散水泵局部构造示意图如下：图 3 分散水泵局部构造示意图a、构造示意图中多出的两个接口，依据分散水泵总图和工作原理分析， A 接口使密封水腔 室与次级叶轮出口相连，作用是使运行泵的轴封水由自身供给；B 接口使环形回水腔室与泵入口侧
10、即负压区相连。b、分析在机组真空建立后，水泵处于备用和运行状态时，各接口处的介质流向：表 2接口接口通径备用泵介质流向运行泵介质流向QDN 6进进DDN 6出出FDN15进进F”DN15出出ADN 6出进BDN25出出（3） 密封水压力偏低缘由分析因 Q、D 接口仅作为冲洗水，与密封水压力没有直接关系，在此撇开不予争辩。密封水进出水压力偏低，必定是由于在机组真空建立后、密封水需求流量增大造成的。为了解决问题，我 们需要分析，原来的系统还有哪些可改进之处，可以降低密封水的需求用量：a、接口 B 口径为 DN25 偏大。虽然在轴封盒内部有回水节流孔如图 3 所示，但经计算，节流孔总通流面积已大于
11、DN25 的通流面积，无法起到节流作用。如在接口 B 处进一步节流， 将明显降低密封水用量。节流方式通常有加装节流孔板，或加装阀门调整，为便利起见，此处可 加装一只阀门进展节流。b、依据实际运行压力偏低的状况，密封水从接口 B 流入泵内，通流量已经偏大，因此， 再设置接口 F”作为其次个密封水回水通道显得多余，可以取消出水管路，将此接口仅作为测量轴封盒腔室内部压力检测用。此出水管路取消，还进一步简化了密封出水回收问题。c、接口 A 是泵利用自身次级叶轮出口供密封水，由于密封水从接口 B 处流入泵内的流量已考虑用阀门进展有效把握，因此密封水供水量缺乏已不再成为问题，为了简化系统，此接口A 可以赐
12、予封堵取消在后来的机组大修中觉察，该自供水管路在泵内部次级叶轮出口处已经因长 期运行振动而断裂，因此从设备的牢靠性角度，取消泵的自供轴封水管路还是正确的。3 改进措施及运行状况3.1 改进依据上述分析，在#3 机停机和#4 机安装时实施改进措施如下如图 4：a、接口 B 与泵入口侧连接收道加装一只阀门，用来调整回水流量，保持密封水腔室压力。b、接口 F出水管路取消，仅作为监视轴封盒腔室压力用。c、次级叶轮出口与接口 A 连接收道取消，加以封堵，简化系统。d、经试验，关闭除盐水和凝水母管供水阀门，在机组真空建立正常运行中，凝泵均能顺 利启动，即凝泵可以做到无密封水启动相当于模拟运行中凝泵跳闸、凝
13、水母管失压、备用凝泵 再启动的事故工况。因此可以将除盐水这一路启动用水取消，使系统进一步简化。图 4 凝泵密封水系统图改进3.2 运行状况及调整要点密封水系统改进后，各运行压力能满足厂家的技术要求，消退了运行隐患。依据运行调 整过程中的压力变化特征，提出如下运行调整原则和重点留意事项：a、运行凝泵应以监视把握压力P02 为主，把握在 0.1-0.2MPa 范围内。接口F”是距离密封水进水接口 F 最远的部位，因此也是轴封盒腔室内部压力最低的部位。此处压力把握在 0.1MPa以上，则说明轴封盒腔室各处均已处于正压，这样，就杜绝了凝泵轴封处向内漏空气的可能。b、运行凝泵的压力P01 仅作为观看参考
14、，留意不宜过高即可。P01 压力越高，机械密封向外漏水的倾向就越大。此外，压力过高还会使泵组向下的轴向推力增大，导致泵组推力瓦温升 高。c、运行凝泵停顿转备用后，如图3 所示，由于节流套处由正压变为负压，注入轴封盒的 密封水将有一局部从节流套与节流衬套间隙处进入泵内，使密封水供水量削减、泄水量增大，因此压力P02 会从 0.1-0.2MPa 变为负压。为了使轴封盒腔室压力恢复到正压，势必要开大阀门 V01， 或关小阀门 V04，由于阀门开度发生变化，这样到下一次泵启动时，压力 P01、P02 会超出设计值 0.4-0.6MPa 较多，有可能会超过压力表量程导致压力表损坏。因此运行泵转备用后，不
15、必使压力 P02 恢复到设计值 0.1-0.2MPa，依据阅历，恢复到0-0.1MPa 即可具体视机械密封的严密 程度而定，以保证凝水溶氧不明显上升为原则。d、运行人员对机械密封冲洗水路接口 Q、D的构造原理要有正确生疏，不要将其视为“其次道水封”，其水封作用是很有限的，应对冲洗水量加以把握，有少量滴出即可，开大了 会造成无谓的铺张。4 结论（1） 分散水泵轴封构造优化设计、承受机械密封的做法是成功的，解决了分散水泵轴封泄 漏问题，提高了设备牢靠性和技术装备水平。（2） 与填料密封构造的凝泵相比，机械密封构造的凝泵几乎没有除盐水损耗，按每台泵 减小轴封泄漏量 1.25t/h、年运行 8000 小时计算，每台机组年节约除盐水量 20220 吨，格外可观。另外机械密封的磨擦阻力损失比填料密封小得多，使得泵浦效率得到肯定的提高，因此也有 肯定的节电效应。（3） 对于抽送负压介质的泵浦，只要相关密封水关心系统配置得当，承受机械密封完全 可以保证密封牢
