針對廣泛應(yīng)用于電廠的凝結(jié)水泵，通過一次成功的機械密封改造案例，來探討機械密封在凝結(jié)水泵上的應(yīng)用。

引言

　　凝結(jié)水泵為立式筒袋型雙層殼體結(jié)構(gòu)， 首輪一般是單吸或雙吸形式，次級葉輪與末級葉輪通用，為單吸形式。它主要有以下幾部分組成：泵筒體、工作部、出水部分和推力裝置部分;一般用于火電熱力系統(tǒng)中輸送凝汽器內(nèi)的凝結(jié)水。

　　凝結(jié)水泵在備用時處在高度真空下，因此，配備可靠的機械密封非常必要。凝結(jié)水泵的機械密封必須使用凝結(jié)水作為密封冷卻水。如果采用其他水源來密封，會污染凝結(jié)水，故必須用凝結(jié)水作為密封水。常用的輔助密封方案一般有11 方案、13 方案、14方案、23 方案等等。

1、介質(zhì)工況

　　在這次凝結(jié)水泵機械密封改造案例中， 具體工況如下：

　　設(shè)備名稱：凝結(jié)水泵;介質(zhì)：凝結(jié)水;溫度：39.27℃密度：0.992Kg/m3;流量：112.9m3/h;揚程：190m;轉(zhuǎn)速：2980r/min;裝置氣蝕/必需氣蝕：**/3.5m;所選機械密封為：單端面密封，14 方案。

2、改造前密封方案

　　改造前機械密封方案見圖1， 圖中A 為密封動靜環(huán)， 動環(huán)通過傳動機構(gòu)與件1 軸套連接， 軸套通過件9、10、11 組成的夾緊機構(gòu)帶動，與軸一同旋轉(zhuǎn)。靜環(huán)通過件12 銷與件5 壓蓋連接，保持靜止?fàn)顟B(tài)。因為整套機械密封僅有一個摩擦副，故為單端面密封。

圖1 面改造前密封機構(gòu)圖

　　輔助系統(tǒng)連接如下： 沖洗水由泵出口通過節(jié)流孔板進(jìn)入密封腔(通過FI 口進(jìn)入)，同時由密封腔(FO 口)通過節(jié)流孔板進(jìn)入泵的入口，形成一個循環(huán)，系統(tǒng)示意見圖2。

圖2 改造前密封方案圖

　　該水泵為立式泵， 故機械密封在最高點配有排氣口V，以防止氣體堆積造成密封面干摩擦。凝結(jié)水循環(huán)方式為FI 口進(jìn)，F(xiàn)O 口出，通過凝結(jié)水循環(huán)帶走熱量，為密封腔降溫。

3、存在的問題

　　現(xiàn)場用戶反映的情況如下：機器靜態(tài)調(diào)試時，中、低負(fù)荷調(diào)試過程中，凝結(jié)水泵運行基本正常;但當(dāng)機組負(fù)荷達(dá)到23MW 負(fù)荷以上， 凝結(jié)水泵進(jìn)口壓力在-0.09MPa，凝結(jié)水溫度在40℃左右時，凝結(jié)水泵出現(xiàn)失壓，發(fā)現(xiàn)機封處有黑色粉末及水汽甩出，約兩小時后停泵。解體機封發(fā)現(xiàn)上下兩機封的動環(huán)密封面及軸套靠上機封端面處有過熱現(xiàn)象， 兩個動環(huán)圓周端面均出現(xiàn)徑向熱裂紋，上下機封靜環(huán)磨損量為1.3～1.5mm，無明顯偏磨現(xiàn)象。

　　機械密封進(jìn)行解體檢查， 解體后發(fā)現(xiàn)上下兩個機封摩擦副的動環(huán)圓周端面均出現(xiàn)徑向熱裂紋， 見圖3，其它零件未見明顯缺陷。

圖3 密封端面徑向熱裂紋

4、失效原因分析

　　從圖4 中，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)冷凝泵抽真空時，壓力急劇下降。從圖5 中，我們可以看見，當(dāng)壓力下降后，密封面因壓力不足，就會出現(xiàn)氣態(tài)。經(jīng)分析，我們得出如下原因： 熱態(tài)運行時泵達(dá)不到最初設(shè)計的流量和揚程，從而引起泵汽蝕，進(jìn)而導(dǎo)致原本的14 方案無法起到應(yīng)有作用。這樣造成的后果是：大量氣體堆積在密封腔內(nèi)，動靜環(huán)摩擦副干摩擦，最終使整個機械密封裝置失效。

6、改造效果

　　分別在來鳳和崇陽兩個現(xiàn)場按照此方法改造后，密封使用效果良好，無任何泄漏現(xiàn)象發(fā)生。