技術(shù)貼：機械密封在電廠(chǎng)水泵中的應用改造

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主要針對早期成立的火力發(fā)電廠(chǎng)或與流體類(lèi)有關(guān)的工廠(chǎng)、泵站等設備設施，各類(lèi)水泵、油泵、酸堿泵等泵類(lèi)的密封升級改造。

1 盤(pán)根密封的工作原理和機械密封的工作原理

1.1 盤(pán)根密封的工作原理

　　盤(pán)根密封原理主要在于軸承效應和迷宮效應。盤(pán)根的軸承效應是指在盤(pán)根填料和軸之間，會(huì )因為張力的作用形成一層液膜，使盤(pán)根填料和軸形成類(lèi)似于滑動(dòng)軸承的關(guān)系，這樣盤(pán)根填料和軸就不會(huì )因為過(guò)度摩擦而出現磨損。盤(pán)根的迷宮效應則是指軸的表面平整程度無(wú)法達到圍觀(guān)水平，盤(pán)根和軸只能部分貼合而做不到完全貼合，在盤(pán)根和軸之間永遠存在著(zhù)極為微小的間隙，這些間隙就形成了迷宮帶，介質(zhì)在其中被多次節流，而達到密封的作用。

1.2 機械密封的工作原理

　　機械密封是靠一對或數對垂直于軸做相對滑動(dòng)的端面在流體壓力和補償機構的彈力或磁力作用下，保持貼合并配以輔助密封（O型密封圈），達到阻漏的軸封裝置。是依靠彈性元件對動(dòng)、靜環(huán)端面密封副的預緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置。其中動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力和彈性元件的推力使其壓緊在靜環(huán)的端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的作用，機械密封又稱(chēng)為端面密封。

2 機械密封的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 機械密封的優(yōu)點(diǎn)

　?。?）密封效果好，可達到無(wú)泄漏；（2）使用壽命長(cháng)；（3）減少泵軸的磨損；（4）適用范圍廣可在目前常用的介質(zhì)、溫度、壓力、轉速不同軸頸下使用；（5）節電效果明顯。

2.2 機械密封的缺點(diǎn)

　?。?）結構復雜零件多；（2）對軸向和徑向跳動(dòng)要求高，增加了泵的加工成本；（3）損壞后維修不便；（4）選型要求高須根據介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，工藝參數及安裝密封的空間來(lái)選擇合適的結構形式密封。

3 實(shí)際改造成型范例

　　牡丹江北方水泥有限公司發(fā)電車(chē)間，是成立于2000年的水泥廠(chǎng)自備電站，擁有裝機容量12MW汽輪發(fā)電機組的火力發(fā)電廠(chǎng)。配備一臺45噸循環(huán)流化床中溫中壓鍋爐，和一臺20噸的中溫中壓余熱鍋爐。2010年實(shí)施了純低溫余熱改造，廢掉兩臺中溫中壓鍋爐，新建四臺純低溫余熱鍋爐，通過(guò)改造將12MW中壓汽輪發(fā)電機組，改造為9MW低溫低壓發(fā)電機組。實(shí)現了從燃煤電廠(chǎng)到純余熱電廠(chǎng)的轉型。為了降低改造成本，留用了很多原有設備，尤其水泵類(lèi)設備90%仍然采用原設備。

　　在新增的水泵中全部采用了機械密封，與原有水泵的盤(pán)根密封形成了鮮明的對比：（1）機械密封與盤(pán)根密封在密封性能上，機械密封要比盤(pán)根密封漏泄量小的多，僅為盤(pán)根密封漏泄量的1%。（2）使用壽命長(cháng)，兩年以?xún)葻o(wú)需更換，以往盤(pán)根密封每60天左右就要進(jìn)行一次更換。（3）消耗功率較少同比盤(pán)根密封省電5%以上。（4）減少了軸或軸承的磨損。

　　通過(guò)摸索對比先后將車(chē)間的兩臺循環(huán)水泵、兩臺射水泵、凝結水泵共6臺泵進(jìn)行了進(jìn)行密封改造。改造后均收到了良好的效果。

3.1 循環(huán)水泵（20HBA）在未改為機械密封前，每年至少要更換4次油盤(pán)根，每次更換量在1公斤左右，市場(chǎng)價(jià)格30元.，由于盤(pán)根磨損所致3年左右需更換一根水泵軸及配套軸瓦，費用在7000元左右，不計人工費用每臺水泵每年消耗在2500元左右。而改為機械密封后費用方面每臺泵的機械密封價(jià)格在600元左右，至少一個(gè)大修期在3年以上，由于摩擦阻力的降低使電耗每小時(shí)下降8度，全年節電在58000度，降低成本3萬(wàn)元左右。因此機械密封于盤(pán)根密封相比優(yōu)勢十分明顯。

3.2凝結水泵（4N6）由于泵的功率較小，改造前后最大的變化是除每年可節約少量電費和維護費用外，最主要的是使凝結泵的穩定性得以大幅提升，原盤(pán)根密封時(shí)，由于盤(pán)根磨損經(jīng)常出現漏真空不打水現象，嚴重威脅汽輪機的安全穩定運行，同時(shí)造成凝結水中含氧量升高，腐蝕熱力設備。更換了機械密封后，經(jīng)過(guò)兩年多的運行，未發(fā)生一起因軸端漏真空而影響主機設備運行的情況，使設備的可靠性系數得以大幅提高，保證了機組安全經(jīng)濟運行。

3.3 射水泵（IS-125-100-200）在未改為機械密封前，每年至少要更換4次油盤(pán)根，每次更換量在0.3公斤左右，市場(chǎng)價(jià)格30元.，由于盤(pán)根磨損所致5年左右需更換一根水泵軸及配套軸瓦，費用在1500元左右，不計人工費用每臺水泵每年消耗在350元左右。1套配套機械密封的價(jià)格在150元左右，可使用4年左右，平均每年維護費用在40元，遠低于盤(pán)根密封的維護費用。同時(shí)可年節電10800度，降低成本5400元。

4 綜合上述成功的改造范例，改造后的密封，結構可靠，運行中基本不漏，維護量少，并且節電效果明顯。同時(shí)提高了密封性能，節省了檢修費用。這些都保證了設備長(cháng)周期，經(jīng)濟，高效運轉，因此，機械密封適合全面推廣。

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