机械密封技术在发电厂凝结水泵上的应用
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关于凝结水含氧量超标的若干因素随着经济的快速发展,各行各业对电能的需求量不断增加,电厂需要安全稳定的运行才能保证所供应的电能优质高效。
汽轮机组作为电厂的重要设备之一,其安全高效的运行是保证电厂正常运营的基础。
但在汽轮机组正常运行过程中,对其运行的稳定性产生危害的因素较多,凝结水含氧量超标就是较为严重的危害。
文章分析了凝结水溶氧对汽轮机组的危害,并对影响凝结水溶氧的原因进行了阐述,同时进一步提出了凝结水溶氧超标的具体解决方案和效果。
标签:凝结水;溶氧量;分析前言电厂的汽轮机组需要长期处于正常的运行状态下,这对电厂运行的稳定具有十分重要的意义。
当汽轮机组正常运行时,凝结水从凝汽器水井到凝结水泵的时,此时的系统和设备都处于负压状态,这时如果系统和设备有不严密的地方,那么空气就很容易进入凝汽器内,另外在汽轮机组补水和疏水系统设计时的缺陷也是导致凝结水含氧量超标的因素之一,目前在我国电厂中普遍使用的国产135MW、200MW机组,凝结水溶氧量超标已是长期存在的问题,一直没有得到有效的解决。
1 凝结水溶氧对汽轮机组的危害目前在我国电厂运行的超高压汽轮机组中,规定的凝结水溶氧含量<40ug/L,一旦超过这个标准,则极易导致机组热力设备的损坏,对机组的正常运行造成较大的影响。
1.1 缩短了设备的寿命目前在我国大部分电厂中的汽轮发电机组中均采用中回热循环系统,所以当凝结水通过回热系统时,如果凝结水中含氧量较高,则会对设备造成腐蚀,同时由于设备都是金属的,这样氧与金属则会产生电化学反应,引起更为严重的腐蚀,这样就会导致设备的使用寿命降低,严重影响了机组运行的稳定性和可靠性。
1.2 降低了回热设备的换热效率汽轮机组的回热系统由于受到凝结水的腐蚀,表面会有腐蚀的附着物所形成的附着层,从而导致热阻增大,热效率降低;另外,凝结水较高的含氧量会在回热器表面形成一层气体薄膜,从而导致热阻增加,机组的热效率降低。
2 影响凝结水溶解氧的原因以下参照其发电厂为例,其装机容量为2×135MW,并配套两台100%液偶调速给水泵;给水泵为机械密封方式;低加疏水逐级自流至#3 低加后经低加疏水泵进入凝结水系统。
凝结水泵的工作原理
凝结水泵是一种常见的水泵类型,它具有独特的工作原理。
凝结水泵主要用于
处理凝结水或液态物质的输送和泵送工作。
其工作原理如下:
首先,凝结水泵通过一个电动机或者其他类型的动力源驱动。
这个动力源会提
供足够的能量,将凝结水泵推动起来。
接下来,凝结水泵将凝结水或液态物质从低压区域抽取到高压区域。
凝结水泵
的内部通道和叶轮会产生一个较高的压力,使得凝结水或液态物质得以被泵送。
在凝结水泵内部,一个旋转的叶轮负责将凝结水或液态物质推向泵的出口。
当
动力源开始工作时,叶轮旋转并产生离心力,将凝结水或液态物质从泵的进口处吸入,并且通过泵的出口处排出。
在这个过程中,凝结水泵还使用一系列的密封装置,以确保泵的效率和安全性。
其中一种常见的密封装置是机械密封,它可以防止液体泵出时的泄漏。
总而言之,凝结水泵通过动力源的驱动,将凝结水或液态物质从低压区域抽取
到高压区域,并通过旋转的叶轮将其排出。
通过合理设计和运行,凝结水泵在许多工业和民用领域中发挥着重要的作用。
水泵机械密封和填料密封的区别
水泵机械密封也叫做端面密封,依靠弹性元件对静环、动环端面密封副的预紧和介质压力而达到密封轴向端面密封装置,与填料密封相比具有很大的优势,在现在化工行业的水泵轴封装置中机械密封基本取代了填料密封。
水泵机械密封和填料密封的区别
1、填料密封是一种传统的密封装置,优点是应用范围广,结构简单,价格低,后期维护方便,缺点是密封性能差,对轴有磨损,使用时间短,此种密封方式允许泵轴有一定窜动,但不允许有较大的径向跳动,不宜输送易燃、易爆、贵重或有毒的液体介质,可用于输送清水,低粘度的介质。
2、机械密封主用应用于石化行业水泵,用于盘根密封无法达到“零泄漏”工况需求,优点是密封性能好,性能稳定,水泵泄露量少,功率损耗低,使用时间长,对泵轴磨损小,可以满足大多数工况需求,缺点是价格贵,后期维护维修不方便,结构复杂,后期维修率高,可输送含有固体颗粒有腐蚀性的介质。
根据用户不同工况条件,因为三种密封形式各有优劣势
1、填料密封是通过注入轴封水的形式,不停向填料里注入一定的压力水,防止水泵液体介质外泄,对于不适用于用付叶轮轴封的多级串联泵,选择填料密封,结构简单,价格低,后期维护维修方便。
2、付叶轮密封通过反向离心力的叶轮作用力,防止水泵介质液体外泄,在进口正压力值不大于出口压力值10%时,单级泵或多级串联泵第一级泵可采用付叶轮轴封,具有不需轴封水,不稀释浆体,密封效果好等优点,所以在浆体中不允许稀释的情况下,可考虑使用此种密封。
3、机械密封,对密封要求较高的水泵可考虑使用此种密封,例如化工、食品,石油等行业,缺点是后期维护维修麻烦,价格高。
以上就是给大家分享的水泵机械密封和填料密封的区别,至于具体选用哪种密封结构,需要根据客户现场具体工况而定。
水泵机械密封失效原因分析与解决措施黑龙江哈尔滨150000摘要:本文在介绍水泵机械密封下,分析了水泵机械密封失效的原因,并对此提出解决措施,以供参考。
关键词:水泵;机械密封;失效原因;措施引言机械密封是水泵机组的关键部件,它装在水泵水导轴承的下面,用以防止输送液体从主轴和顶盖之间渗漏到机坑内,淹没水导轴承,破坏水导轴承的正常工作,从而影响机组的安全稳定运行。
机械密封结构复杂,为保证密封结构长期高效的运行,需要运行管理人员对其工作原理及结构深入理解,在日常巡视检查中及时发现问题。
1水泵机械密封介绍机械密封是一种旋转机械的轴封装置,又称端面密封,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)的作用以及辅助密封的配合下,保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
机械密封一般分为4个部分:(1)动环和静环组成的密封端面,也称为摩擦副;(2)有弹性元件组成的缓冲补偿机构,其作用是使密封端面紧密贴合;(3)辅助密封,包括动环和静环辅助密封;(4)使动环随轴旋转的传动机构。
机械密封结构一般由弹簧座、弹簧、动环、静环、静环座和其中所有用于密封的O形圈等组成。
其中弹簧座通过螺钉等紧固作用与轴相对静止,静环座由一个防转销保持固定。
由于机械密封特殊的工作条件和重要作用,一般由辅助设施提供冷却介质,对机械密封,特别是动环和静环端面,进行润滑冷却和冲洗,延长机械密封使用寿命。
当泵轴旋转时,带动动环等部件一起转动,静环保持静止。
由于弹力和介质压力的作用,使动环与静环紧密接触,这样动环与静环相接触的密封面,可以阻止介质泄漏。
由于动环与静环紧密贴合,使密封端面交界处形成一个微小间隙,当介质通过此处时,形成一层液体薄膜,产生一定阻力,阻止介质泄漏,同时对密封面起到润滑作用,使密封效果长久。
机械密封一般有4个密封点(泄漏点):动环与静环之间的动密封;动环与轴或轴套之间形成的相对静密封;静环与静环座之间,以及压盖与设备之间的静密封。
机泵的机械密封是精密的部件,制造精度及安装精度要求都很严格,如果装配不当就会影响密封性能,要正确安装必须注意以下几点:泵用机械密封的冷却和冲洗1、第一种冷却形式由水泵的出口或高压端,将输送的干净介质,直接冲洗密封端面,然后进入泵腔内,通过介质的不断循环,将磨擦端面的的磨擦热带走达到冷却的效果。
2、第二种冷却方式在第一种冷却形式的基础上在静环的背部增加一冷却水套,冷却效果有所改善,并可以冲洗,收集泄露出来的液体。
当密封介质温度>150℃时除了在冷却水套中通过冷却水及静环背部冷却外,应采取强制冷却措施。
即从泵出口的干净介质应预先经热交换器冷却至50℃时。
再进入密封腔冷却冲洗,该形式是冷却效果最良好的一种。
3、如介质中含有颗粒或杂质,必须采用过滤措施,把常温干净冲洗液输入密封腔内。
机泵机械密封的安装和技术要求1、对机、泵以及机械密封的配合部分技术要求:a. 轴弯曲度最大不得超过0.05mm。
b.部件内各零件均符合图纸要求。
b.上紧压盖时应在联轴器找正后进行,压紧螺丝应均上紧,防止法兰面偏斜。
c.弹簧的压缩量按图纸规定进行允许误差±2mm。
c.轴在安装机械密封处的振摆量不得大于0.1mm。
c.轴的轴向窜动量不允许大于0.5mm。
d.安装机械密封部位轴制造公差为h8,光洁度1.6。
e.安装动环密封圈的轴(轴套)端部以及安静环密封圈的密封压盖(或壳体)的端部应做成倒角并修光。
2、泵用机械密封的安装要求:d. 动环安装后必须保证动环能在轴上灵活移动。
机械密封安装、使用技术要领1 、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油,以便能顺利装;2、设备的密封腔部位在安装时应保持清洁,密封零件应进行清洗,保持密封端面完好无损,防止杂质和灰尘带入密封部位;3、在安装过程中严禁敲打和碰击,以免使机械密封付破损而造成密封失效;4、设备转轴的劲向跳动应≤0.04毫米,轴向窜动量不允许大于0.1毫米;5、安装静环压盖时,拧紧螺丝必须受力均匀,保证静环端面与轴垂直求;6、安装后用手推动动环,能使动环在轴上灵活移动,并有一定弹性;7、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉;8、设备在运转前必须充满介质,以防止干摩擦而使密封失效;9、对易结晶、颗粒介质,对介质温度>80℃时,应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施,各种辅助装置请参照机械密封有关标准。
机械密封的安装和使用一、密封失效原因中哪些属于使用不当在“问答178"的“密封失效原因统计”表37中属“介质本身”的原因占25 .7%,就是说它们是介质及工作条件不好,直接属于使用方面的原因。
例如介质腐蚀、介质中含有固体颗粒、介质中有结晶析出、介质粘度太大,以及泵抽空等。
此外,由于各种原因造成的泵振动过大之类的“泵的问题”和“安装问题”,实质上仍然是使用方面的原因。
在“问答178“的表中,“铺助设施”例如“没有冲洗”、‘冲洗管堵塞”以及“冷却水结垢”等也是使用方面的原因。
如此说来,除了密封本身方面的原因外其余65.5%的失效原因都是“使用不当”。
上述统计是I982年的数字,近几年使用技术水平有所提高,但是因使用不当引起的密封失效仍不低于50%。
这个数字可能让人大吃一惊,但事实如此,只是没有引起人们的注意。
二、泵的振动是怎样影响密封性的由于制造和安装精度等原因,所有的离心泵都存在着振动,所有的密封端面和轴中心都存在一定的垂直度误差。
垂直度误差使动环旋转时产生一轴向振摆,振摆的幅度取决于误差的大小,而其频率则取决于弹簧刚度及动环组件的质量,与泵的转速无关。
经对国产104和B104型机械密封初步估算,其振摆频率在1000~1800次/分,也就是说这两种型号的密封用在1475r/min时追随性尚可,用在2950r/min 时追随性较差。
泵振动的原因很多,振动原因主要为转子不平衡,也有其它原因,例如泵和电机不同心、滚动轴承故障等。
振动原因不同振动频率也不同,绝大部分泵振动频率等于工作转速,而振动幅度差别很大,从轴承箱表面测到的最大振幅不能大于0.06mm,超过该值就要停泵处理。
振动可分解为三个方向,即垂直、水平和轴向,其中以轴向振动对密封的危害最大。
大多数工艺流程泵的转速在2950r/min左右,由于密封的追随性较差,泵的振动加剧了动静环的分离。
瞬间的分离在液膜压力作用下致使密封面开启,出现大量泄漏,这种情况在平衡型密封中更容易发生。
结晶循环泵用机械密封应用摘要:结晶循环泵是蒸发结晶工艺结晶工段的重要旋转设备,泵用机械密封为关键零部件,密封装置的正常是设备长周期安全运行的保障。
通过对比循环泵用单端面和双端面机械密封的运行效果,得出改进型机械密封装置是安全可靠的,产生了良好的综合效益。
1引言结晶系统主要处理蒸发后的超高浓盐水;采用“机械式循环再压缩(MVR)”工艺。
流程是蒸发来水进入结晶器,物料由结晶器底部进入结晶循环泵,循环泵加压后进入结晶加热器,物料加热后循环进入结晶器,升温后的物料由结晶器底部进出盐泵、离心机脱盐,结晶循环泵进口压力为6米静压,出口压力0.2MPa,流量3600m3/h。
介质温度98℃-102℃,氯离子含量14000-18000 mg/L,TDS242265 mg/L,TSS10259 mg/L,还含有钙、镁等。
结晶循环泵为轴流泵,其作用是将物料加压实现结晶器、结晶加热器之间循环。
此泵原始设计为单端面密封水冲洗方案为PLAN32,PLAN32方案优点是外部引入一种清洁流体冲洗密封端面,可以防颗粒,防气化,防高温,防腐蚀性,是解决单端面最好的方案。
缺点是需要现场有合适的冲洗流体,并且消耗量大;会稀释或污染泵送物料,增加结晶器处理水量。
根据此方案的优缺点来看,结晶循环泵使用PLAN32并不是最优方案,此机封前期设计是多弹簧、材质316L,密封材料是碳化硅与碳环。
结晶物料温度高且密度不稳定,极易气蚀,震动大冲击性较强,碳环在此工况下容易破碎,造成泄露停车,另多弹簧设计在此工况下容易出现物料结晶导致弹簧失效造成泄露停车,材质选用不合理316L,在氯离子16000mg/l、温度98º的工况下,冲洗流体稍有波动弹簧就会腐蚀失效造成泄露。
根据现场工况2018年将动静环全部更换为硬质合金(耐冲击强、不易破碎,密封效果不如碳环),在结晶工况下较为适用,弹簧更换为大弹簧(较多弹簧的优势是不易被物料卡涩失效),材质升级为2205,经改造后解决了碳环密封易碎、弹簧结晶失效、腐蚀问题(改造前最长运行40天左右,短的运行2天。
一、选择题(共 40 题,每题 1.0 分):【1】运行给水泵转备用时,应()。
A.先停泵后关出口阀B.先关出口阀后停泵C.先关出口阀后停泵再开出口阀D.先停泵后关出口阀再开出口阀【2】水泵入口处的汽蚀余量称为()。
A.装置汽蚀余量B.允许汽蚀余量C.最大汽蚀余量D.最小汽蚀余量【3】多级离心泵在运行中,平衡盘状态是动态的,泵的转子在某一平衡位置上始终()。
A.沿轴向移动B.沿轴向相对静止C.沿轴向左右周期变化D.极少移动【4】离心泵叶轮尺寸一定时,泵的功率与转速的()次方成正比。
A.1B.2C.3D.4【5】离心泵轴端密封摩擦阻力最大的为()。
A.填料密封B.机械密封C.浮动环密封D.迷宫密封【6】液体在管内的临界流速与液体的()成正比,与管道的内径成反比。
A.压缩性B.膨胀性C.运动状态D.运动黏度【7】按燃用燃料的品种,锅炉可分为()、燃油锅炉、燃气锅炉三种。
A.燃煤锅炉B.燃无烟煤锅炉C.燃贫煤锅炉D.燃烟煤锅炉【8】给水泵投入联运备用,开出口阀特别费力,并且阀门内有水流声,说明()。
A.给水泵出口阀损坏B.操作阀门反向C.给水泵出口止回阀卡涩或损坏D.给水泵再循环管堵塞【9】液力耦合器的工作油油量的变化是由()控制的。
A.勺管B.阀门开度C.涡轮转速D.泵轮转速【10】油的黏度随温度升高而()。
A.不变B.降低D.凝固【11】辅助设备处于能够执行预定功能的状态叫()状态。
A.备用B.运行C.停用D.可用【12】火电厂中使用热电偶测量()。
A.流量B.压力C.温度D.含氧量【13】轴承油膜的最小厚度随轴承负荷的减少而()。
A.减少B.保持不变C.增加D.与负荷无关【14】离心泵轴端机械密封的密封端面()润滑。
A.必须有润滑油B.必须有机械密封水C.必须有润滑脂D.不需要【15】给水泵在运行中的振幅不允许超过0.05mm,是为了()。
A.防止振动过大,引起给水压力降低B.防止振动过大,引起基础松动C.防止轴承外壳遭受破坏D.防止泵轴弯曲或轴承油膜破坏造成轴瓦烧毁【16】利用汽轮机抽汽加热给水的热力系统,称为()循环系统。
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:针对采用传统填料密封结构凝结水泵的缺点,在机组扩建时,尝试采用机械密封结构,并根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,提出了运行调整应注意的一些事项,取得了良好的密封效果和经济效益。 关键词:凝结水泵 机械密封 轴封
Abstract: Aim at defects of packing seal condensate pump, we tried to use 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 much that we'd acquired favorable seal and economic benefit. Keyword: condensate pump, mechanical seal, shaft seal
0 引言 电厂用凝结水泵的结构通常是筒袋型、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,变为凝结水,再由凝结水泵输送出去,经凝结水系统、给水系统加热后回到锅炉循环使用。凝结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。 当凝结水泵运行时,凝结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);而当凝结水泵备用时,从凝结水泵入口直至出口逆止门前,均处于负压状态。当凝结水泵发生向外的泄漏,将造成凝结水的浪费损失;而当凝结水泵发生向内的泄漏,空气中氧气溶解于凝结水,将会使凝结水溶氧超标,凝结水溶解氧是电厂化学监督的一个重要指标,溶氧超标后,凝结水系统设备开始加速腐蚀,威胁机组的安全运行。因此水泵从结构设计上要根据运行工况特点,采取相应的措施,保证水泵在运行和备用状态下,都不发生不可控的向外或向内泄漏。 在凝结水泵的各处密封中,轴端密封作为动密封形式,密封难度较大,是凝结水泵泄漏的重点控制部位,也是本文探讨的重点所在。
1 结构原理 某公司#1、2机配套的是12NL-160型凝结水泵,流量为355m3/h,扬程为158m,泵的轴封结构为填料密封。这种结构虽然易于维护,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,浪费了大量除盐水,也使得泵容易因吸入空气导致出力不正常,并影响凝结水溶氧。鉴于此情况,在#3、4机扩建设备招标时,我们与凝泵制造厂家合作,提出轴端密封采用机械密封方案,得到厂家响应并进行了相关设计。 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)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。” 机械密封由四个部分组成: (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,使密封端面紧密贴合。 (3)辅助密封圈,阻止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 凝结水泵机械密封结构说明 凝结水泵供货后,从厂家资料反映其机械密封结构原理图如图1。
图1 凝结水泵机械密封结构原理图 根据厂家设计,关于机械密封各个接口的功能说明汇总如表1。 表1
接口编码 接口类别 功能说明 F 供水接口 从此处引入0.4~0.6MPa压力的密封水 F’ 出水接口 调节该接口处的阀门,保证出水压力在0.1~0.2MPa Q 冲洗接口 引入除盐水或凝结水,对机械密封静环上部进行冲洗 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 根据厂家资料的精神,我们设计了凝结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)为保证可靠性,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,由于凝结水母管没有压力,用除盐水母管水源作为启动用水;二是当机组运行中,运行凝泵如果突然跳闸,凝结水母管压力下跌,此时作为事故用水。 (4)根据厂家设计,进水压力控制在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,一部分流入泵内,多余部分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 试运行情况及分析 (1)#3机组整组启动后,密封水进、出水压力表现异常,具体运行情况如下: a、机组真空建立前,通过调节阀门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,经反复摸索调节阀门V01、V02、V03,运行凝泵P01只能达到0.1MPa,而其余压力均为0,不符合设计要求的压力范围。 (2)轴端密封盒的实际结构情况 通过查看凝泵图纸,并对照现场情况,发现机械密封盒上除了先前介绍的四个接口,还有两个不明接口与水泵本体有连接,根据实际情况绘制凝结水泵局部结构示意图如下:
图3 凝结水泵局部结构示意图 a、结构示意图中多出的两个接口,根据凝结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(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 Q DN 6 进 进 D DN 6 出 出 F DN15 进 进 F' DN15 出 出 A DN 6 出 进 B DN25 出 出
(3)密封水压力偏低原因分析 因Q、D接口仅作为冲洗水,与密封水压力没有直接关系,在此撇开不予讨论。密封水进出水压力偏低,必然是因为在机组真空建立后、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,或加装阀门调节,为方便起见,此处可加装一只阀门进行节流。 b、根据实际运行压力偏低的情况,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'作为第二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行有效控制,因此密封水供水量不足已不再成为问题,为了简化系统,此接口A可以给予封堵取消(在后来的机组大修中发现,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,因此从设备的可靠性角度,取消泵的自供轴封水管路还是正确的)。
3 改进措施及运行情况 3.1 改进 根据上述分析,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与泵入口侧连接管道加装一只阀门,用来调节回水流量,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连接管道取消,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 运行情况及调整要点 密封水系统改进后,各运行压力能满足厂家的技术要求,消除了运行隐患。根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注意事项: a、运行凝泵应以监视控制压力P02为主,控制在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。此处压力控制在0.1MPa以上,则表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仅作为观察参考,注意不宜过高即可。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、运行凝泵停止转备用后,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部分从节流套与节流衬套间隙处进入泵内,使密封水供水量减少、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,不必使压力P02恢复到设计值0.1-0.2MPa,根据经验,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)的结构原理要有正确认识,不要将其视为“第二道水封”,其水封作用是很有限的,应对冲洗水量加以控制,有少量滴出即可,开大了会造成无谓的浪费。
4 结论 (1)凝结水泵轴封结构优化设计、采用机械密封的做法是成功的,解决了凝结水泵轴封泄漏问题,提高了设备可靠性和技术装备水平。 (2)与填料密封结构的凝泵相比,机械密封结构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20000吨,十分可观。另外机械密封的磨擦阻力损失比填料密封小得多,使得泵浦效率得到一定的提高,因此也有一定的节电效应。 (3)对于抽送负压介质的泵浦,只要相关密封水辅助系统配置得当,采用机械密封完全可以保证密封可靠,避免影响溶氧指标和泵浦出力的隐患。机械密封在凝结水泵的成功应用,为其他类似泵浦(如低加疏水泵)解决轴封泄漏问题提供了改造思路。