辅助蒸汽电锅炉给水泵机械密封缺陷分析与改进

孙营

摘要：本文分析了全厂公用辅助蒸汽生产系统给水泵的机械密封缺陷形成原因并提出了解决方案。

关键词：辅助蒸汽；核电厂；给水泵；主要缺陷及原因分析

给水泵是电锅炉液位调节系统的重要组成部分，一旦给水泵出现故障将严重危害锅炉的运行安全，严重的还将导致重大事故的发生。通过科学的分析与故障原因的查找是排除和解决锅炉给水泵故障的基础，只有针对故障成因进行排除才能避免同类型故障的再次出现。根据检修记录统计，给水泵故障主要集中在机械密封处。

2009年0XCA001/002PO 解体检查时发现泵机械密封O形圈与轴配合处有磨损，机械密封存在内漏。可能造成泄露的原因有一下两点：

1.锅炉内长期处于高温状态，循环泵的叶轮等部分设置在压力容器内部，虽然机械密封不在水中，但如果机械密封冷却水方面发生问题就会使机械密封内部O型圈老化失效而造成泄露。

2.该泵无轴套，动环密封圈与轴之间存在着微量的相对运动，在动环密封圈与轴接触处的轴表面会产生粗糙的磨痕和斑点；当密封圈老化形成微泄露时，高温介质存进入间隙进而形成腐蚀。另外，动环密封圈在与大气接触的一侧，由于有氧气的存在，腐蚀加剧，因此磨痕和斑点更明显。

由此可见，防止机械密封失效的最有效手段是要确保机械密封冷却管路通畅。

机械密封冷却不凉可能造成更为严重的结果，例如裂纹、断裂等。

10年3月0XCA001PO检查发现驱动端机封动环套磨损严重，非驱动端动静环断裂，机封密封失效，更换机械密封；同年8月再次发现0XCA001PO非驱动端漏水，解体后发现机械密封静环表面有环状沟纹和裂纹。

造成这种现象的原因是介质已经发生汽化或抽空，摩擦副发生干或半干摩擦，密封表面温度急剧升高，摩擦副过热，一旦液体重新出现，摩擦副被急剧冷却，产生很大的温度应力。

理论上讲，摩擦副运转中产生的摩擦热要通过冲洗的液体导走，以保持摩擦副的温度不至于过高，密封面间的液膜不汽化，密封才能稳定工作。而XCA给水泵的密封没有冲洗，短时间内看不出什么弊端，但长期使用就会发现一些问题：

⑴摩擦热不能及时导走，摩擦副温度高，密封端面间易汽化，工作不稳定，易失效；

⑵当密封腔内出现少量汽化现象时，很易发展成为汽蚀，使密封遭受严重损坏。

因此，建议在泵上增加外冲洗即轴封冷却装置，这样可以有效的避免密封的损坏。

此外，机械密封安装及设计也存在问题，主要总结如下：

机械密封的动环套强度较小，在（在组装完机械密封锁定动环套时）安装静环定位块螺钉时，易造成动环套的微量变形，动环套与静环及静环压盖内孔间隙较小，在泵运转时，正常的振动及径向跳动，易造成动环套与静环或静环压盖内孔摩擦。

泵体上仅有两个螺栓通过两个方形定位孔对轴承压盖进行定位、固定，很难在安装中精准定位，结合动环套强度较小、安装中易产生微量变形，加大了动环套与静环压盖内孔摩擦的概率。

静环定位口设计不合理，检修中发现，静环密封圈在安装中均存在擦伤（厂家在进行静环安装时，造成静环密封圈擦伤），存在外漏风险。

对目前存在的问题，通过分析，提高安装精度，通过分析缺陷产生的因素，合理紧固静环定位块螺钉，避免动环套的微量变形，通过在线调整等，保证压盖定位精度，避免出现动环套与静环压盖内孔摩擦，安装中充分保证静环的补偿空间，保证动静环间良好的密封状态。

与厂家确认，在保证泵轴套强度的情况下，减小泵轴套的尺寸，依此增大动环套厚度，改善动环套的强度，避免在安装中极易出现微变形问题；在机封压盖上增加内定位环，解决在安装机封压盖时不易精准定位问题；改善静环定位口形状，防止出现擦伤静环O圈。

结构改进后，运行至今未再次发生机械密封碎裂情况。

辅助蒸汽生产系统是核电厂的重要组成部分，对电厂的安全稳定运行有着重要的影响。因此，每个设备的维护与管理均需得到检修人员的重视。以故障预防为目的科学的进行养护，及时跟换使用寿命到期的零部件，避免零部件损坏后对机组造成更大的损坏。建立设备检修记录，根据运行情况以及记录科学的分析，确定更换时间，以此保障系统的稳定运行。

参考文献：

[1]顾永泉《机械密封实用技术》机械工业出版社.2004（5）.

[2]蒋震西，段轶.机械密封在水泵维修中的应用[J].设备管理与维修.2010（08）.

[3]李跃喜.油田生产水泵机械密封优化改造[J].石油天然气学报. 2010（06）.