循环水泵填料异常磨损分析及处理

引言

几乎所有的泵在泵壳与泵轴之间都存在有间隙,为防止液体流出或空气进入泵内,影响泵的出力或产生汽蚀,在泵轴与泵壳之间设有轴封装置。常用的轴封型式是填料密封和机械密封,机械密封作为一种新型的密封型式使用日益广泛,但填料密封的使用目前仍然是不可替代的。填料密封适用范围广,结构简单,安装维修方便,成本低廉,是轴封装置中不可或缺的一种密封型式。据统计,泵类设备常见故障中,近40%和轴封装置相关,因此做好轴封装置的维护、保养是设备管理及检修活动中的一项重要内容。

填料异常磨损治理是泵类转机设备管理及维修、维护工作中的重要任务之一。填料异常磨损将严重缩短填料寿命,并造成填料函温度升高,降低密封效果,增加设备维护保养的工作量以及成本,严重时甚至会造成设备事故而影响生产。

在机组调试阶段,某电厂一台循环水泵填料存在异常磨损现象,造成密封水泄漏量大,严重影响泵的正常运行,随后对其开展了填料异常磨损分析及处理工作。

1循环水泵概况

循环水泵是循环水系统重要组成部分,循环泵为立式、可调叶片安装角的混流泵。轴封采用填料密封,通过密封水冷却、润滑填料,填料函位于出水弯管上方。

填料密封是指通过预紧或介质压力的自紧作用使填料与转动件之间产生压紧力的动密封装置。填料装入填料函之后,经填料压盖对其做轴向压缩,当轴与填料有相对运动时,由于填料的塑性,使它产生径向力,并与轴紧密接触,形成密封。

2原因分析及排查

填料密封是一种接触式密封,失效原因主要来自于设计缺陷、运行过程中的磨损等方面。转动设备填料密封失效形式及原因不尽相同,需根据实际情况进行原因分析及排查。

2.1设计缺陷

填料密封的设计缺陷多种多样,在本次问题中,循环水泵所用填料密封结构是目前国内外同类产品的通用结构,技术成熟。根据在役同类设备的运行情况,未发现重大设计缺陷,因此在保证零件加工精度的条件下,填料不会存在异常磨损的情况。

2.2填料压盖压力调节

对于转动设备而言,随着设备运行时间的累计增长,其中动密封结构的填料会被逐渐磨损,造成密封效果劣化,此时需要更换填料或增加填料压盖压紧力。填料压盖压紧力的定期或及时调节是设备日常维护和保养必须要进行的工作内容。

2.3.2来自管道的拉力

由于填料函固定于出水弯管的上方,如果出水弯管方向管道拉力过大,可能导致出水弯管偏移,进而导致填料函相对于轴的位置发生改变。

排查措施:

(1)查阅安装调试记录,确认安装步骤正确,且在制造厂工代见证下完成,造成填料函错位的可能性很小。

(2)对填料函水平度及泵轴垂直度进行测量。

在本次循环水泵出现的问题中,查阅安装调试记录证实安装过程符合要求,同时通过对填料函水平度(出水弯管方向:0.18mm/m,允许值均为7mm/m)及泵轴垂直度(出水弯管方向:0.15mm/m)的测量,测量数据均满足要求,证实出水弯管并未发生位移或位移在允许值内。因此,引起泵填料异常磨损的原因并不是来自管道的拉力。

2.3.3填料函安装位置不正确

在填料函找正的过程中,因找正工具使用不规范(或其他原因)造成填料函安装位置不正确,也会导致填料异常磨损。

排查措施:经过对2.3.1、2.3.2的分析,可初步确定泵轴与电机轴对中良好。即泵轴与填料函不同心的原因为填料函偏离正确位置。经过对找正工具的测量,发现找正工具存在0.1mm的误差,据此可以推断,此为造成填料函安装错误的根本原因。

3解决措施

填料函安装位置不正确,导致泵轴与填料函间隙不均匀,在泵运转过程中,造成填料磨损严重。为保证设备在安全、可靠状态下平稳运行,我们须在确保泵轴竖直的状态下,调整填料函的位置,使其与泵轴同中心。具体措施如下:

(1)拆除相关干涉物项,拆除密封水进出口管道。

(2)取下填料压盖,取出填料。松开填料函的紧固螺栓并将填料函提起,测量并确认泵轴处于竖直状态。

(3)更换所需备件,落下填料函并置于与泵轴同中心位置。

(4)将填料函固定于正确位置,紧固填料函螺栓,重新较定位销孔。

(5)安装填料。安装时,每道填料切口呈45o角对接,两道相邻填料切口应错开120o~180o,防止填料接口重合泄漏。此外,每加一圈填料,应加润滑油少许,以减小填料和轴套之间的摩擦。

(6)安装填料压盖。对称紧固填料压盖螺栓至适当压紧力,不能将压盖压得过紧或出现歪斜现象。

4结语

本文对填料异常磨损可能产生的原因进行了分析,并通过相应的排查措施确定了问题产生的根本原因,采用最简便有效的方式解决了异常磨损问题。设备运转试验表明,循环水泵没有再次出现异常磨损现象,治理效果明显。

本文所提及的解决措施,是在实际工作中得出的,实践证明,这些措施对于处理泵类或其他转动设备的填料异常磨损问题具有借鉴意义。