300MW汽轮机汽动给水泵机械密封损坏原因及处理措施

仝西谦

摘 要：某发电厂房内拥有的300MW汽轮机组，其在正常运作的状况下的给水方式分为两部分，一部分由一台100%负荷汽动给水泵供锅炉用水，另外一部分由一台只有50%负荷的电动给水泵留做备用。通过这种方式给水，使得汽轮机组在运行过程中操作更具方便灵活的特点，经济效益也随之大幅提升，但是由此就需要气动补水泵必须长时间的稳定安全运行。所以技术人员如果在检修过程中或者在安装以及运行操作，调整时留下了安全隐患，这就会导致机组将会严重受隐患的影响，更有甚者造成巨大的事故，造成物力人力财力方面的严重损失。

关键词：300MW汽轮机;汽动给水泵;机械密封

2013年11月12日上午9点20左右，某发电厂房的1号汽轮机组发出了 “汽动给水泵吐出端机械密封水温度高I值”的警告声，之后机组技术人员迅速的将机组荷载从280MW减小至210WM。在之后的检查过程中发现就地机封水温最高温度高达81℃，而当机封水温达到80℃报警，当达到85℃时汽动给水泵会自动跳闸。经过现场检查确认是由于汽动给水泵在非驱动端机封不密室导致漏水所致。技术人员经过调整负荷之后水温才下降至64℃，之后继续减小负荷到180MW，然后启动1号机组电动给水泵继续运行。在近警告两个小时后1号机组才进行汽泵到电泵的切换，等正常后停止运行1号机组，并给汽动给水泵进行必要的检查修理。直至三天之后即11月15日晚上9点后给汽动给水泵更换机械密封处理后才恢复其正常的运行。

1.解体检查情况

停运的1号汽动给水泵先进行解体工作，检修人员在之后检查中发现非驱动端机械密封被严重的磨损了，整个静环密封面差不多磨损近5mm，动环密封面有一整圈的细小裂纹，并且不论是静环还是动环均有偏磨的现象存在。全面检查后也发现机封压缩的弹簧长度不一致，所以导致弹簧被压缩后就会造成静环的受力明显不均匀，从而导致偏磨现象的发生。

1.1机封可能出现干磨现象

1号机组的汽动给水泵在设计时将其安装在一个较高位置的地方，给水泵内部是很容易产生气体的，毕竟空气以及水汽化后的蒸汽都会往高处聚积。在机械密封冷却水设置了一排空气门，是为了能够每次在开起给水泵前放空内部气体，如果内部气体不能及时的放空，那么机械密封处的动静环就会产生干磨现象。尤其是因为设备本身的原因不适合或者不能及时开启排空气阀门时，那么毫无疑问，机封水室内积聚大量的气体，从而会使水泵在启动时在短时间内就能导致干磨现象发生，机械密封动环跟静环就会因为高速摩擦而急剧升温。此时，内部密封的环境会压缩水室内部的气体，使其从动静环接合面处排出，当机封处骤然变冷时，动静环处温度又迅速下降容易造成材质表面产生细微裂缝。

1.2机封动环表面出现裂纹

机械密封的动环因为表面温度的急剧改变从而产生裂纹，这样子的结果就是其高速旋转情况下又会很快的将静环磨损。由此，磨损之后压紧力是完全不能满足运行需求的，这就会导机械密封处漏水，并且是越来越严重，如果最后动环裂纹贯穿，那么就是严重的漏水情况发生了。

1.3机封弹簧变形

机械密封动静环的弹簧长短不一致，那么机封就会发生偏磨现象，这也会导致漏水现象的发生。弹簧也由于长期的在高温环境中工作，同时也处于高度负荷的情况下是非常容易发生变形的。经过一定测量统计出来的数据来看，旧弹簧的长度要比新弹簧短了2～4mm，如果这样子继续使用下去会容易使静环不再垂直，所以就会导致动静环接触面产生一定的张口。一旦弹簧作用之下还是无法抵消掉张口，那么机封就会立马产生泄漏现象。即使该处的张口已经在弹簧的作用下消除了，但由于弹簧的长度不一，那么弹簧上受力就不均匀，动静环还是依旧会产生一定的偏磨，这也导致了机封磨损程度加快，减小了机封寿命。就技术措施上来讲，为了调整弹簧的压紧力到初设计值，需要在旧弹簧下增加调整垫的数量，而这样就会导致机封的平行度会更加难于得到保证。

1.4机封材质问题

实际上，该机组的汽动给水泵在机械密封运行不到一个月的时间就出现如此严重的磨损也是不多见的，虽然从检查来看该汽泵机封的安装方法不恰当，但在同样的安装方法情况下，就以前的情况显示其使用寿命也不会低于3年。并且在此之前的两年内，该电汽给水泵的机封也出现了多次故障，如此这般说明一个问题，该泵机封本身就存在质量缺陷问题。

1.5检修安装工艺不当

生产厂家的技检修确认后认为该汽泵的机封方式应该是使用克罗曼机封，而实际上该汽泵的机封安装方法一直是采用克兰机封的安装方法，后者使用的是d+e-59这样的计算公式来计算加减垫片量，从而进行必要调整，但前者其安装只必须保证2个数据就能正常安装，并且这2个数据现场如果不符合规范，也只需要控制调整弹簧的压缩量处于8～9mm的范围。因为使用的机封方法不适当，这种情况导致弹簧过度压缩，也加快了机封的磨损程度。

2.暴露问题

（1）运行人员在暖泵程序完成后存在对排空气工作的疏忽问题。

（2）汽泵的机械密封方法不经生产厂家的确认或者指导就自行进行检修安装工作。

（3）机械密封安装的工艺不精细，造成弹簧长受力不均匀，长短不一。

（4）购买机械密封的质量差，质量验收流于形式，未能进行材质质量检验程序。

（5）运行过程的技术监督不到位。

3.预防措施

（1）运行人员加强对排气工作的重视，不仅在汽动给水泵检修后注水后排气，还要在停泵再启动前排放空气。并且每次排气要尽量排的彻底。

（2）进行检修的工作人员要加强机封冷却水磁性过滤网的检查清洗，要时刻确保泵内无堵塞现象。

（3）检修人员在平常的检修维护时对变形的弹簧进行必要的更换。

（4）在给水泵检修作业时加强对重要工艺的明确指导，明确规定机械密封的安装方法以及安装中数据，进一步提高检修的精度。

（5）在检修时要针对情况对给水泵厂家进行必要的咨询，同时对注意事项要以文件的形式确认后下达，加强对检修技术人员的培训，提高安装工艺。

（6）必须对各项工作流程进行技术监督，尤其是器材质量检查，器械检修，机组运行等过程的监督工作。

参考文献：

[1]郑展友.汽动给水泵机械密封损坏原因分析及对策[J].湖南电力，2011，31（3）：53-54

[2]陈定兴.300 MW汽轮机汽动给水泵机械密封损坏原因及处理[J].电力安全技术，2009，11（3）：45-46