吸收塔側進式攪拌器機械密封故障簡析及處理

賓裕昌

（粵瀧發電有限責任公司 廣東羅定 527200）

吸收塔側進式攪拌器機械密封故障簡析及處理

賓裕昌

（粵瀧發電有限責任公司 廣東羅定 527200）

人類對化石原料——煤的使用，是造成大氣環境污染的主要源頭。其中，SOx、NOx等酸性氣體的超環境容量排放，成為大氣環境破壞的重量級殺手。火力發電廠脫硫設備就是把煙氣中的SO2酸性氣體吸收處理，讓排放至天空的煙氣干凈、環保。攪拌器是火力發電廠脫硫系統中較為重要設備之一，它直接影響到脫硫效率、品質，且可提高運行可靠性。吸收塔側進式攪拌器主要是作用是不停攪拌吸收塔內的石膏-石灰石漿液，防止漿液塔內沉淀凝固，保證漿液在漿池內與空氣中氧氣充分氧化。在作氧氣作用下把不穩定的CaSO3轉化為結構穩定的CaSO4。如果CaSO3氧化不充分，在一定條件下會分解釋放出有毒的SO2而CaSO4則不會。CaSO4含量低也會造成石膏品質差，不符合市場要求。

側進式攪拌器；AEB系列機械密封；鎖緊環

1 引言

我公司即粵瀧發電有限責任公司2008年年底第一期脫硫設備正式投入運行。吸收塔采用上海萊寧（LIGHTNIN）側進式攪拌器，型號為1VSF18.5，轉速 194rpm，功率 18.5kW。安裝與水平向上傾 10°±0.5°，共四臺。其攪拌器配套的機械密封為AEB系列，軸徑為60mm。

2 設備概況

吸收塔四臺側進式攪拌器配套的機械密封從2008年投產至2014年運行狀況均不理想，主要是機械密封頻頻泄漏漿液。從投產至2014年年底因機械密封泄漏漿液而更換次數統計如下：#1攪拌器更換機械密封6次；#2攪拌器更換機械密封10次、#3攪拌器更機械密封8次、#4攪拌器更換機械密封14次。四臺攪拌器器共更換機械密封28次，5年內平均每年更換機械密封五點六次，即每個季度更換一次以上。2009年因設備尚在保質期內，更換的四個機械密封均是由上海萊寧（LIGHTNIN）公司技術人員指導且更換產品都是美國原裝機械密封（見圖1）。

圖1

因考慮我公司經營困難及國產的機械密封質量已有大幅度提高，故后來購買的AEB系列機械密封均為國產化。但從更換頻率來看，無論是進口機械密封還是國產機械密封，其使用期限均難以達到保質期（機械密封保質期通常一年以上），既耗費了我們大量的人力財力也影響生產。這機械密封事情非常值得我們思考，是安裝問題還是機械密封質量問題抑或是工況問題？

3 機械密封損壞漏漿分析

3.1 工況問題

我公司的吸收塔工況主要參數：液位控制在7.5～8.5m，通常8.0m以下；石灰石顆粒小于44μm，325目過篩率90%以上；pH值控制在5.7～6.2之間。石灰石顆粒及pH值與300MW機組一樣，可我公司吸收塔液位與300MW的吸收塔9.5～11m低1m多。故工況問題不是機械密封泄漏的主要原因。

3.2 安裝問題

更換安裝機械密封，上海萊寧（LIGHTNIN）公司技術人員多次前來現場指導，每次更換均按照廠家技術人員指導的工序進行。我們也經歷了多年親自動手更換機械密封的磨練，對更換機械密封工作可以說是已是熟能生巧。所以安裝問題不是主要問題。

3.3 質量問題

我們首先了解AEB系列機械密封的結構（見圖2）。

圖2

此AEB系列機械密封為單端面集裝式帶內置式雙列調心滾柱軸承、靜環補償為內置式多彈簧（共12個彈簧）、不與介質接觸。密封面主要有三個：①動密封環與轉軸之間的徑向密封，亦稱旋轉密封，是動靜環之間的密封；②靜密封環機構與機械密封安裝機構的密封，是靜密封，通常用O型圈密封；③動密封環與轉軸之間的軸向密封，也是靜密封，常用O型圈密封。

從三個密封面分析：

（1）靜密封環機構與機械密封安裝機構的密封是靜密封，設計有兩個O型圈密封、有6個M16的不銹鋼螺栓固定。主要O型圈合適、機械密封固定螺栓均勻上緊，平時安裝機械密封通常加以黃油輔助。故此密封面漏漿的機率是幾乎可以忽略不計。

（2）動密封環與轉軸之間的軸向密封，設計有兩個耐腐蝕O型圈。如果O型圈與軸的接觸機緊力不夠，漿液就會通過轉軸慢慢向外滲漏。造成其緊力不夠的原因主要有兩個：①O型圈磨損或過小；②轉軸磨損。故安裝此機械密封一定要測量轉軸的磨損情況。如果轉軸磨損超過0.2mm，需要更換橡膠直徑略大的O型圈或對轉軸進行噴涂修復。如果轉軸磨損達到0.5mm，那必須對轉軸進行修復或更換。從設備設計可以知道動環與轉軸是同步旋轉，故轉軸的磨損機率也是甚微。2015年我們曾對更換機械密封較頻繁的#2、4攪拌器軒軸測量#2轉軸直徑為59.3mm、#4轉軸直徑為59.2mm。2015年#2、4攪拌器從機械密封冷卻水回水管回水已偶有渾濁現象，下次更換機械密封對動環內O型圈需要更換略大的了。從現象及運行時間表明此密封面不是造成機械密封漏漿的主要原因。

（3）動密封環與靜密封環之間的徑向密封，是動密封，當然也是機械密封的重要技術部位，也是最為容易釀成漿液泄漏的重要部位。動靜環的密封要求接觸面完好光滑、耐磨且一定的緊力。

故機械密封缺陷的重點放在第三點上即動靜環上。動靜環缺陷主要有以下四點：動靜環破損；動靜環工作時間長磨損過量；動靜環接觸面不平面如存在張口；動靜環接觸面緊力不夠。從更換下來的28個機械密封統計只有7個是機械密封的動靜環破損，比例是25%，這還包括可能因拆除時欠謹慎造成的可能。從更換的頻率來看工作時間長是不成立的；動靜環接觸面不平或存在張口，安裝機械密封前均經過認真檢查合格后再進行更換工作且如有此張口現象一開始就會出現泄漏了。所以造成機械密封泄漏的最大原因是動靜環密封面緊力不夠。而造成動靜環密封面緊力不夠的原因主要有兩點：①彈簧內有雜物；②動環移位。AEB系列機械密封設計內置式彈簧，不與漿液接觸，所以雜物難以進入彈簧腔內。剩下的就是動環移位。動環移位說白的就是鎖緊環鎖得不夠緊，在運行中受到彈簧力、向下重力的作用及運行振動慢慢發生向下移動、動靜環接觸面松懈而出現漿液泄漏。攪拌器支撐座由來活動的已改為用水泥混凝土固定，振動已縮小到標準范圍。機械密封鎖緊環我們曾與廠家技術溝通無論是徑向或軸向鎖緊均進行償試可運行一段時間后還是出現移位現象；后來我們又在鎖緊環內壁上附上厚度0.2～5mm的不銹鋼片，加強鎖緊力度，運行時間略為長些，但仍然難達到正常運行一年以上。

經過上述方法還是沒法達到理想要求后，我發現上海萊寧（LIGHTNIN）側進式攪拌器轉軸安裝機械密封位置直徑為60mm而安裝靠外側的轉軸直徑為58mm。于是我設想在轉軸上加裝一個裝置用以輔助機械密封鎖緊環。合理化建議很快得到上級認可。繪圖加工輔助鎖緊裝置名稱定為拉緊裝置，安裝機械密封后用螺栓把拉緊裝置與鎖緊環緊緊連在一起（如圖3）。自從加裝拉緊裝置后從2015年03月份至2016年10月份至四臺攪拌器只更換一個機械密封。

圖3

4 結論

通過分析和實踐得出AEB系列機械密封造成漿液泄漏的最大問題是配套鎖緊環難以徹底鎖緊、導致動環移位釀成不良后果。加裝拉緊裝置后動環已無法再度移位了，如果再次出現漿液泄漏很可能是彈簧問題或是動靜環損壞。自從加裝拉緊裝置后更換機械密封次從原來每年五點六次降低至每年更換一次。按AEB系列60mm國產機械密封每個2.5萬估算，一年可節約十萬元以上。加裝拉電裝置也可以對其他系列的機械密封改進作為參照，尤其是側進式攪拌器的機械密封。

TM621.9

A

1004-7344（2016）32-0248-02

2016-11-2

賓裕昌（1970-），男，工程師，大專，主要從事鍋爐燃料脫硫設備的機械維護工作。