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輔助蒸汽電鍋爐給水泵機械密封缺陷分析與改進

2016-05-30 10:48:04孫營
科技風 2016年5期
關(guān)鍵詞:給水泵核電廠

孫營

摘要:本文分析了全廠公用輔助蒸汽生產(chǎn)系統(tǒng)給水泵的機械密封缺陷形成原因并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞:輔助蒸汽;核電廠;給水泵;主要缺陷及原因分析

給水泵是電鍋爐液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分,一旦給水泵出現(xiàn)故障將嚴重危害鍋爐的運行安全,嚴重的還將導致重大事故的發(fā)生。通過科學的分析與故障原因的查找是排除和解決鍋爐給水泵故障的基礎(chǔ),只有針對故障成因進行排除才能避免同類型故障的再次出現(xiàn)。根據(jù)檢修記錄統(tǒng)計,給水泵故障主要集中在機械密封處。

2009年0XCA001/002PO 解體檢查時發(fā)現(xiàn)泵機械密封O形圈與軸配合處有磨損,機械密封存在內(nèi)漏??赡茉斐尚孤兜脑蛴幸幌聝牲c:

1.鍋爐內(nèi)長期處于高溫狀態(tài),循環(huán)泵的葉輪等部分設(shè)置在壓力容器內(nèi)部,雖然機械密封不在水中,但如果機械密封冷卻水方面發(fā)生問題就會使機械密封內(nèi)部O型圈老化失效而造成泄露。

2.該泵無軸套,動環(huán)密封圈與軸之間存在著微量的相對運動,在動環(huán)密封圈與軸接觸處的軸表面會產(chǎn)生粗糙的磨痕和斑點;當密封圈老化形成微泄露時,高溫介質(zhì)存進入間隙進而形成腐蝕。另外,動環(huán)密封圈在與大氣接觸的一側(cè),由于有氧氣的存在,腐蝕加劇,因此磨痕和斑點更明顯。

由此可見,防止機械密封失效的最有效手段是要確保機械密封冷卻管路通暢。

機械密封冷卻不涼可能造成更為嚴重的結(jié)果,例如裂紋、斷裂等。

10年3月0XCA001PO檢查發(fā)現(xiàn)驅(qū)動端機封動環(huán)套磨損嚴重,非驅(qū)動端動靜環(huán)斷裂,機封密封失效,更換機械密封;同年8月再次發(fā)現(xiàn)0XCA001PO非驅(qū)動端漏水,解體后發(fā)現(xiàn)機械密封靜環(huán)表面有環(huán)狀溝紋和裂紋。

造成這種現(xiàn)象的原因是介質(zhì)已經(jīng)發(fā)生汽化或抽空,摩擦副發(fā)生干或半干摩擦,密封表面溫度急劇升高,摩擦副過熱,一旦液體重新出現(xiàn),摩擦副被急劇冷卻,產(chǎn)生很大的溫度應力。

理論上講,摩擦副運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的摩擦熱要通過沖洗的液體導走,以保持摩擦副的溫度不至于過高,密封面間的液膜不汽化,密封才能穩(wěn)定工作。而XCA給水泵的密封沒有沖洗,短時間內(nèi)看不出什么弊端,但長期使用就會發(fā)現(xiàn)一些問題:

⑴摩擦熱不能及時導走,摩擦副溫度高,密封端面間易汽化,工作不穩(wěn)定,易失效;

⑵當密封腔內(nèi)出現(xiàn)少量汽化現(xiàn)象時,很易發(fā)展成為汽蝕,使密封遭受嚴重損壞。

因此,建議在泵上增加外沖洗即軸封冷卻裝置,這樣可以有效的避免密封的損壞。

此外,機械密封安裝及設(shè)計也存在問題,主要總結(jié)如下:

機械密封的動環(huán)套強度較小,在(在組裝完機械密封鎖定動環(huán)套時)安裝靜環(huán)定位塊螺釘時,易造成動環(huán)套的微量變形,動環(huán)套與靜環(huán)及靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔間隙較小,在泵運轉(zhuǎn)時,正常的振動及徑向跳動,易造成動環(huán)套與靜環(huán)或靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔摩擦。

泵體上僅有兩個螺栓通過兩個方形定位孔對軸承壓蓋進行定位、固定,很難在安裝中精準定位,結(jié)合動環(huán)套強度較小、安裝中易產(chǎn)生微量變形,加大了動環(huán)套與靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔摩擦的概率。

靜環(huán)定位口設(shè)計不合理,檢修中發(fā)現(xiàn),靜環(huán)密封圈在安裝中均存在擦傷(廠家在進行靜環(huán)安裝時,造成靜環(huán)密封圈擦傷),存在外漏風險。

對目前存在的問題,通過分析,提高安裝精度,通過分析缺陷產(chǎn)生的因素,合理緊固靜環(huán)定位塊螺釘,避免動環(huán)套的微量變形,通過在線調(diào)整等,保證壓蓋定位精度,避免出現(xiàn)動環(huán)套與靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔摩擦,安裝中充分保證靜環(huán)的補償空間,保證動靜環(huán)間良好的密封狀態(tài)。

與廠家確認,在保證泵軸套強度的情況下,減小泵軸套的尺寸,依此增大動環(huán)套厚度,改善動環(huán)套的強度,避免在安裝中極易出現(xiàn)微變形問題;在機封壓蓋上增加內(nèi)定位環(huán),解決在安裝機封壓蓋時不易精準定位問題;改善靜環(huán)定位口形狀,防止出現(xiàn)擦傷靜環(huán)O圈。

結(jié)構(gòu)改進后,運行至今未再次發(fā)生機械密封碎裂情況。

輔助蒸汽生產(chǎn)系統(tǒng)是核電廠的重要組成部分,對電廠的安全穩(wěn)定運行有著重要的影響。因此,每個設(shè)備的維護與管理均需得到檢修人員的重視。以故障預防為目的科學的進行養(yǎng)護,及時跟換使用壽命到期的零部件,避免零部件損壞后對機組造成更大的損壞。建立設(shè)備檢修記錄,根據(jù)運行情況以及記錄科學的分析,確定更換時間,以此保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻:

[1]顧永泉《機械密封實用技術(shù)》機械工業(yè)出版社.2004(5).

[2]蔣震西,段軼.機械密封在水泵維修中的應用[J].設(shè)備管理與維修.2010(08).

[3]李躍喜.油田生產(chǎn)水泵機械密封優(yōu)化改造[J].石油天然氣學報. 2010(06).

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