給水泵機械密封密封水溫度高原因分析及處理

【摘 ?要】給水泵運行中經常出現機械密封的密封密封水溫度高的現象，通過對其原因進行分析、并提出了處理方法，徹底消除了機械密封密封水溫度高故障，提高了給水泵運行的安全性。

【關鍵詞】給水泵 ?機械密封 ?密封水溫度高原因分析及處理

某電廠二期2×330MW機組，每臺機組配備2臺50%額定蒸發量的汽動給水泵和1臺30%額定蒸發量的電動給水泵，型號：HPTmk200-320-6S。機械密封結構形式如圖1所示。主要是由靜環和動環垂直于軸的光滑而平直的表面相互貼合，并做相對轉動而構成的密封裝置，它是靠彈性構件（如彈簧11）和密封介質的壓力在旋轉的動環和靜環的接觸端面上產生適當的壓緊力，使這兩個端面緊密貼合。端面間維持一層極薄的液體膜而達到密封的目的，這層液體膜具有流體動壓力與靜壓力，起著潤滑與密封的作用。密封水腔的外部是迷宮式冷卻水套，通過冷卻水流動對密封水起到冷卻作用。

1. 運行中出現的故障

6臺給水泵2010年10月投運，初期一直運行正常，自2015年5月份以來幾臺泵先后都出現機械密封密封水溫度高現象，甚至因密封水溫度高導致給水泵跳閘，嚴重影響了機組安全運行。給水泵機械密封的密封內部循環水一般都是采自泵體自身輸送的給水，正常工作溫度是55°C左右，報警溫度：70°C，停泵溫度：80°C。密封水溫度過高將會導致機械密封的密封圈快速老化及動靜環汽化爆裂的危險，嚴重影響給水泵的安全運行。

2. 機械密封溫度高原因分析及處理方法

經過理論上的分析，給水泵機械密封水溫度高主要有以下幾個原因：

1）機械密封水的冷卻水量不足。

2）機械密封水的冷卻水溫度偏高。

3）機械密封水濾網堵塞。

4）機械密封靜動環磨損嚴重，端面不能形成保護膜。

5）機械密封彈性構件彈力減弱，動、靜環的接觸面壓緊力不足，泄露量大導致密封水不斷的補充，機械密封水溫度隨著升高。

6）冷卻水套銹蝕穿孔或者密封膠條損壞，導致高壓給水進入冷卻水系統。

7）冷卻水套堵塞，導致冷卻水不通暢。

針對以上原因，逐一進行排查和處理。

1）機械密封水冷卻水一般都是來自電廠的工業水，懷疑該工業水管道堵塞，造成冷卻水量不足。檢查就地冷卻水壓力正常（0.6MPa），解開冷卻水出口管道法蘭，開啟冷卻水進口門，冷卻水排水流量正常，該原因可以排除。

2）機械密封水的冷卻水溫度偏高，將導致機械密封水冷卻不足，測量機械密封水冷卻水進出口溫度，幾臺給水泵冷卻水進出口溫度基本差不多，冷卻水溫差一般在15°C以上，說明該泵機械密封水冷卻水溫度不存在偏高現象。

3）機械密封水濾網堵塞，密封水流動不暢，不能及時帶走機械密封產生的熱量將使密封水溫度快速升高。檢查機械密封水濾網并不太臟，清理后回裝，切換投運后密封水溫度并沒有明顯的變化。

4）如果機械密封靜動環磨損嚴重，端面不能形成保護膜起到潤滑的作用，靜動環摩擦產生的熱量將使機械密封水溫度升高，經過解體檢查發現靜動環磨損并不嚴重，為了保險起見更換了新的動、靜環，回裝投用機械密封水溫度依然偏高。

5）機械密封漏水不外乎兩種原因：第一、動、靜環或者密封件損壞，前面已檢查確認機械密封動、靜環及密封件沒有損壞;第二、機械密封彈性構件彈力減弱，動、靜環的接觸面壓緊力不足，甚至動、靜環的接觸面出現間隙，隨著機械密封漏水量變大，熱水不斷的補充機械密封水，導致機械密封水溫度不斷升高。就地檢查機械密封漏水量，發現密封水溫度高的機械密封漏水量比正常的偏大點，但也沒有超過廠家規定的15L/h的漏水量。針對單側機械密封漏水量大的現象，嘗試調整推力瓦前后墊片，微量調整轉子的軸向位置，從而改變機械密封動、靜環的接觸面壓的緊力，具體方法就是那一側機械密封水漏水量大，就通過加減墊片讓轉子往那一側移動。通過實踐效果很明顯，調整后機械密封漏水量恢復到正常狀態，機械密封水溫度也基本降到正常范圍，當然是這是一種非正常的處理手段，轉子移動量不能超過±2mm，否則在啟停泵時就會發生葉輪與口環碰磨現象。

6）如果是冷卻水套銹蝕穿孔或者密封膠條損壞，高壓給水將進入冷卻水系統，也會影響機械密封水的冷卻效果，嘗試關閉機械密封水冷卻水進出水門，松開冷卻水出口水活接并沒有熱水流出，說明冷卻水套并沒有熱水滲漏現象。

7）機械密封冷卻水套是否堵塞，在不解體冷卻水套的情況下難以判斷。嘗試采用高壓水槍對冷卻水套進行沖洗，分別從冷卻水套進出口法蘭進行沖洗，沖洗后的水呈微黃色并無明顯的顆粒狀污垢，因此高壓水槍沖洗效果也不明顯。恢復運行后機械密封水溫度仍然高于報警值，2013年5月30日4機B汽泵在負荷250MW時，機械密封水溫度達到85°C左右。廠里為了不影響機組負荷，冒著風險將停泵值改為90°C。

3. 密封水臨時冷卻措施

在嘗試各種方法都不起作用的情況下，根據冷卻器的熱交換原理，只能采用增加冷卻面積和冷卻水的流速來達到降溫的目的。并于2013年6月3日對4機B汽泵機械密封密封水管進行改進。首先、在機械密封密封水進出口水管外表處增加冷卻水套管，來對密封水管進行冷卻;其次、在冷卻水回水處增加支管來增加冷卻水流速。改進后恢復該泵運行，機械密封水溫度在相同的工況下只有66°C，溫度基本控制在正常范圍內，但這是一種治標的臨時措施而已。

4. 徹底解決機械密封密封水溫度高方案

2015年5月#4機組檢修期間，4機B汽泵芯包返廠檢修，此次檢修解體發現吸入段及出口端蓋內冷卻水套結垢嚴重，而且由于長期處于高溫狀態下，結垢層已經硬化并牢牢地附著在冷卻水套上，冷卻水槽間隙被大量泥沙嚴重擠壓住，造成冷卻水流量不足，不能及時帶走機械密封運行中產生的熱量，這就是該泵正常運行時機械密封水溫度高的主要原因。

由于廠家為了增強冷卻效果將冷卻水套設計成迷宮式結構，正常運行時冷卻水只能在狹小的間隙中迂回流動，冷卻水水質差便會造成沉淀結垢，隨著垢越積越多，冷卻效果也就越來越差。根據這一情況，該廠技術人員在分析冷卻水套的結構和冷卻水水質狀況后，設計出一套機械密封冷卻水套沖洗裝置。如圖2所示，首先制作一個臨時的沖洗裝置。根據水垢的性質配置了專用藥水（6%鹽酸+1.5%緩蝕劑+0.5%氟化物）對機械密封冷卻水裝置進行沖洗，啟動沖洗泵10分鐘后停止，浸泡30分鐘再啟泵沖洗，此時可以看到透明膠管里面有黑色的污垢沖出，待水質變清后即可停止。其次是加強冷卻水的過濾精度及水質監測，將機械密封冷卻水進口管道改成不銹鋼管，并在進口管道上加裝一個Y型三通濾網，定期進行排污，防止管路堵塞影響冷卻效果。

經過對其它給水泵機械密封冷卻水裝置進行改造和沖洗處理，結果都達到理想效果，最高負荷330MW時，機械密封水溫度也只有60°C左右，運行半年來密封水溫度基本保持在45-50°C之間，說明機械密封冷卻水套堵塞導致密封水溫度高問題已得到解決。

5. 結論

造成機械密封水溫度高有各種因素，通過分析排除，最終找出具體原因并加以解決。今后可視冷卻水套結垢情況，定期對冷卻水套進行沖洗，以確保冷卻水管路的暢通。還可以利用電廠現有資源，將冷卻水更換成電廠的除鹽水，并做成閉式循環，這樣會大大減少冷卻水套結垢，提高冷卻效果，確保給水泵安全運行。

參考文獻：

[1]北京電力設備總廠. HPTmk200-320-6S型鍋爐給水泵使用說明書，2007.6.

作者簡介：

[1]作者：許乾先（1973～），男，熱動工程師，1995年畢業于鄭州電力專科學校，主要從事汽輪機檢修技術管理及集中供熱工程建設工作。