余热锅炉热水循环泵的技术改进

雷胜

摘要：分析热水循环泵产生故障的原因以及进行的相关技术改进。

关键词：热水循环泵；热膨胀；间隙；机械密封

前言

在冶炼分公司澳斯麦特炉试生产过程中，关键设备1#、2#热水循环泵相继出现了故障，严重影响了生产，主要表现在两个方面，一是叶轮密封环和泵体密封环在运行中经常产生摩擦而抱死，使电机不能正常启动。二是机械密封装置经常发生失效而产生漏气。为了保证试生产的顺利进行，避免設备事故的发生给经济带来的极大损失，认真细致的分析了热水循环泵产生故障的原因，及时组织人员进行技术改正，通过技术改造后取得了良好效果。

1.设备的基本概况

2.叶轮密封环和泵体密封环在运行中经常产生摩擦而抱死，使电机不能正常启动

叶轮密封环和泵体密封环之间存在一个间隙（俗称口环间隙），间隙值设定合理，不仅可以使盘车轻松，还可以确保运行时正常的流量和压力。由于这台泵工作温度达225℃，这就要求口环间隙值要比常温下要大得多，而厂家设计的口环间隙值为0.5～0.66mm之间，经常造成泵在运行时产生抱死的现象。因此要重新计算设定口环间隙值。

2.1 间隙值的计算

影响泵间隙值的设定包括轴的轴的静挠度、转子的晃动量、安全余量、温升导致的热膨胀量，热膨胀量主要由材质、温升、口环直径三个因素决定。

计算公式：间隙值≈轴的静挠度+转子的晃动量+安全余量+膨胀量

（1）轴的挠度一般在0.2mm～0.3mm之间，按最不利因素考虑取0.3mm。

（2）转子的晃动量一般控制在0.08～0.12mm之间，按最不利因素取0.15mm。

（3）安全余量一般控制在0.10～0.15之间，按最不利因素取0.15mm。

（4）膨胀量=DΔt1a

D—叶轮密封环外径 D=265.5mm

Δt1—高压热水循环泵最高工作温度和室温的差值。室内平均温度约为25℃，最高工作温度为225℃。则Δt1=225-25=200℃

a—叶轮密封环线膨胀系数。a=11×10-6 1/℃

热膨胀量=DΔt1a=265. 5×200×11×10-6=0.58mm

可以看出：影响口环间隙值得最大因素就是热膨胀量。

因此：口环间隙值=①+②+③+④=0.3+0.12+0.15+0.58≈1.15mm

2.2解决的措施

（1）将厂家提供的备件叶轮密封环外径粗车，尺寸控制在270mm。

（2）为了保证同心度，将粗车好的叶轮密封环装配到叶轮上，在结合面上打眼攻牙，然后用4颗M8×15的螺丝拧紧。

（3）精车，将叶轮密封环外径车至264.85mm。保证间隙最小值基本控制在1.15mm的范围内。

2.3效果

方案实施后，有效的解决了泵在运行过程中抱死的现象，使口环不发生偏磨，延长了口环的使用寿命，泵也能在正常的流量和压力范围内。

3.机械密封失效而产生漏气的原因分析

要分析机械密封失效的原因，首先要知道机械密封工作原理 ，即机械密封工作时，由密封流体的压力和弹性元件的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动，由于两个密封端面的紧密配合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，产生阻力，阻止介质泄漏，同时液膜又使得端面得以润滑，获得长期密封效果。

3.1机械密封失效的原因

常见的有：腐蚀失效；热裂纹失效；磨损失效；操作和安装不当引起的机械密封失效等。这台热水循环泵机械密封失效的主要原因总结归纳起来还是由于安装和操作不当引起的。

3.1.1安装不当主要有以下几个方面：

①弹簧压缩量过大，致使摩擦副加剧磨损，失去调节动环端面的能力；

②动环，静环密封圈压得过紧。动环密封圈过紧加剧了密封圈与轴套间的磨损，使动环密封圈变形；静环密封圈处于静止状态，相对紧一些密封效果会好一些，但是过紧容易使静密封环过度变形，静环的材质基本上是石墨的，较脆，过紧容易脆裂；③故障判断失误。一旦出现机械密封泄漏修理人员便忙于拆开检修，实际上密封并没有损坏，只需适当调整就可消除泄漏。

3.1.2操作中常见的失误

①频繁开停车；②密封水中断或流量不足；③介质波动大，超出规定的压力范围。

只要操作得当，采取相应的维护和保养措施，让机械密封处于比较良好的运行环境，就能延长机械密封的使用寿命。

4.结束语

通过技术改进，减少操作失误，提高安装质量后，设备的运行状况一直良好，效果显著。主要体现在：①设备故障大大减少，故障率下降80%。②技术改进后基本没有影响设备的性能，流量、扬程、压力等都在规定的范围内，能满足生产。

参考文献：

[1]邱宣怀.机械设计：高等教育出板社

[2]刘水华，林兴光.互换性与测量技术基础：中南工业大学出版社