制氢锅炉循环水泵密封故障分析及改进.doc

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制氢锅炉循环热水泵密封故障分析及改进

联合六车间制氢装置
李向明
二00二年五月
制氢锅炉循环热水泵密封故障分析及改进

摘要介绍锅炉循环热水泵密封特性，结构型式，故障分析及改进，应用状况。
关键词循环热水泵故障分析改进

茂石化股份有限公司炼油厂联合六车间制氢装置锅炉循环热水泵，1982年9月运行以来，一直存在着密封易泄漏故障。现将近年来，对其密封的改进予以总结。
基本情况
制氢装置共有六台锅炉循环热水泵（100R-37），为单级单吸悬壁式，泵的入口为水平轴线方向，泵的出口为垂直向上方向。采用浮环外加填料密封。其结构包括浮动环、浮动套、支承弹簧、泄压环、轴套、密封盖（辅助支承）、衬套（辅助支承衬套）、密封体、卸压孔、填料、填料压盖等组成，见图1。在密封室外面

有冷却腔通入无盐水进行冷却。在密封室外端设有一个卸压孔，卸压孔泄出的液体86年前是送回泵入口的，后改送到除氧槽作锅炉水重复利用。在使用过程中，该密封经常泄漏，有时修好一台，另一台又漏；有时更换填料或浮动环仅几天后就泄漏，给安全生产带来严重威胁。2000年7月，我们将其中四台泵进行更新，并把密封改为机械密封。
故障分析及改进
（1）辅助支承套间隙过大，达1.25mm，它相当于一个密封减压底套，间隙过大，其节流效果差，不能有效封住液体。我们参照离心泵底套间隙，选取为0.5mm，以提高其节流效果。
（2）泄压管接得不合适。以前将卸压孔的液体直接接入入口管，由于入口压力高达2.2Mpa，经过观察，泄漏无法流动，液体无法从卸压孔流出，根本不能使密封缝隙起到节流作用。后来我们将卸压管接至除氧槽，既保证了卸压孔畅通，又回收了锅炉水。
（3）油浸石棉填料耐磨性能差。后来改用柔性石墨填充填料，这种新型填料具有良好的自润滑性、导热性及耐磨性，对于接触部位轴套磨损小，启动扭矩小。
（4）高温锅炉水对铝垫的侵蚀，造成介质沿轴套泄漏及大盖泄漏的主要原因。后来我们将大盖及轴套内铝垫改为高温石棉垫。
经过上述改进，浮动环密封泄漏次数大为减少，但还是不理想。为此我们报请上级部门更换新型泵。
新泵选型及投用状况
2000年7月，我们选用了温州嘉利特泵业有限公司的热水泵，为单级单吸悬臂式离心泵，型号为：100AYR60A，进出口方向为垂直向上，密封型式选用机械密封，型号为：DTM-55A-1，静环采用碳化硅，动环采用特殊石墨，静环密封圈用氟橡胶，动环环座与轴套密封圈采用压紧柔性石墨环式结构。该机械密封设置有自冲洗系统，即在动环环座上开设半圆形凹槽，并与外部一冷却器连通。半圆形槽铣在环座上，类似旋涡泵叶轮，起到泵送作用。介质由一边压出，经冷却器冷却，从另一边打入密封摩擦副面，达到循环冷却冲洗的目的。冷却器自冲洗液入口温度220℃,出口温度70℃。开始投用时，密封泄漏较大。我们和厂家一起查找原因，认为底套间隙过大，自冷密封水量不够。后来将底套间隙改小、改长；密封水孔由φ5改大为φ7。彻底解决了密封泄漏问题。
我们知道，水在高温下的润滑性会完全丧失。比重、表面张力、粘度均随温度的升高而降低。这就破坏了动静环两接触面之间的液膜润滑。因此，当温度、压力较高时，配备一个水循环系统，使少量的水通过一个冷却器，来达到冷却密封腔的目的。由于自冲洗冷却的应用，使摩擦副之间摩擦状况差的现状得以彻底克服。从二年的使用情况来看，没有发生过一次泄漏，不用维修过一次，效果很好。大大提高了泵运行的可靠性，节约了维修费用，为应用国产锅炉循环热水泵进行了一个成功的尝试。

参考文献
王广军《流体工程》第21卷第6期1993。
100AYR60A型泵说明书。