电厂凝结水泵用机械密封改造

　　针对广泛应用于电厂的凝结水泵，通过一次成功的机械密封改造案例，来探讨机械密封在凝结水泵上的应用。

引言

　　凝结水泵为立式筒袋型双层壳体结构， 首轮一般是单吸或双吸形式，次级叶轮与末级叶轮通用，为单吸形式。它主要有以下几部分组成：泵筒体、工作部、出水部分和推力装置部分;一般用于火电热力系统中输送凝汽器内的凝结水。

　　凝结水泵在备用时处在高度真空下，因此，配备可靠的机械密封非常必要。凝结水泵的机械密封必须使用凝结水作为密封冷却水。如果采用其他水源来密封，会污染凝结水，故必须用凝结水作为密封水。常用的辅助密封方案一般有11 方案、13 方案、14方案、23 方案等等。

1、介质工况

　　在这次凝结水泵机械密封改造案例中， 具体工况如下：

　　设备名称：凝结水泵;介质：凝结水;温度：39.27℃密度：0.992Kg/m3;流量：112.9m3/h;扬程：190m;转速：2980r/min;装置气蚀/必需气蚀：**/3.5m;所选机械密封为：单端面密封，14 方案。

2、改造前密封方案

　　改造前机械密封方案见图1， 图中A 为密封动静环， 动环通过传动机构与件1 轴套连接， 轴套通过件9、10、11 组成的夹紧机构带动，与轴一同旋转。静环通过件12 销与件5 压盖连接，保持静止状态。因为整套机械密封仅有一个摩擦副，故为单端面密封。

图1 面改造前密封机构图

　　辅助系统连接如下： 冲洗水由泵出口通过节流孔板进入密封腔(通过FI 口进入)，同时由密封腔(FO 口)通过节流孔板进入泵的入口，形成一个循环，系统示意见图2。

图2 改造前密封方案图

　　该水泵为立式泵， 故机械密封在最高点配有排气口V，以防止气体堆积造成密封面干摩擦。凝结水循环方式为FI 口进，FO 口出，通过凝结水循环带走热量，为密封腔降温。

3、存在的问题

　　现场用户反映的情况如下：机器静态调试时，中、低负荷调试过程中，凝结水泵运行基本正常;但当机组负荷达到23MW 负荷以上， 凝结水泵进口压力在-0.09MPa，凝结水温度在40℃左右时，凝结水泵出现失压，发现机封处有黑色粉末及水汽甩出，约两小时后停泵。解体机封发现上下两机封的动环密封面及轴套靠上机封端面处有过热现象， 两个动环圆周端面均出现径向热裂纹，上下机封静环磨损量为1.3～1.5mm，无明显偏磨现象。

　　机械密封进行解体检查， 解体后发现上下两个机封摩擦副的动环圆周端面均出现径向热裂纹， 见图3，其它零件未见明显缺陷。

图3 密封端面径向热裂纹

4、失效原因分析

　　从图4 中，我们发现，当冷凝泵抽真空时，压力急剧下降。从图5 中，我们可以看见，当压力下降后，密封面因压力不足，就会出现气态。经分析，我们得出如下原因： 热态运行时泵达不到最初设计的流量和扬程，从而引起泵汽蚀，进而导致原本的14 方案无法起到应有作用。这样造成的后果是：大量气体堆积在密封腔内，动静环摩擦副干摩擦，最终使整个机械密封装置失效。

6、改造效果

　　分别在来凤和崇阳两个现场按照此方法改造后，密封使用效果良好，无任何泄漏现象发生。