摘要：针对我公司一期4台10LNTD-6F型凝结水泵盘根填料密封存在高品质凝水泄露浪费，严重影响机组安全文明生产的问题，在设备停运期间，将一期凝泵轴端密封形式由盘根密封改为机械密封形式。改造后凝泵轴端无泄漏，经济上和节能性上相比改造前均有显著优势，现场文明生产水平也有了很大提高。
关键词：凝结水泵；机械密封；改造
0引言
凝结水泵作为一种转动机械，泵轴和泵壳之间必不可少的存有间隙，为了防止泵工作时压力液体流出或备用时空气流入，轴端必须设有密封。凝泵轴端密封早期广泛采用盘根密封，因其具有制造简单，价格低廉，填装方便的优势。但是盘根密封的劣势同样明显：密封性能差，泄漏量大，寿命短，更换频繁。盘根密封的缺点与新形势下发电厂降本增效，安全文明生产的矛盾日益突出。
随着机械密封技术的不断成熟，成本的降低，加之其密封可靠，寿命长，维修周期长的优势，使凝泵盘根密封改为机械密封成为一种流行趋势。湛江发电厂的8台9LDTN型凝结水泵轴密封由软填料密封形式改为机械密封后，未出现过轴封泄漏和机械密封损坏情况，凝结水的含氧量也下降至合格范围内[1]。华能福州电厂的WKTAX 200/5 凝结水泵轴密封由原来的盘根密封改造为机械密封后，一年观察期内凝泵运行正常，实现了除盐水零泄漏，同时杜绝了盘根密封漏真空现象[2]。
1我公司10LDTN型凝泵概述
国电聊城发电有限公司一期两台600MW机组四台凝结水泵，泵型号为10LNTD-6F，原厂家沈阳水泵厂。10LDTN型凝结水泵由泵筒体、工作部分和出水部分三大部分组成，凝结水泵轴端密封设计在出水部分。凝结水泵每级有一个水润滑的导轴承，用作对泵轴的轴向定位并且支承泵轴的径向力，轴承间隙为0.15～0.40 mm（最大使用间隙1.2mm）。凝结水泵的轴端填料密封原设计有供密封水系统，填料函设有冷却水室，内有水封环。在填料下部有泄压管路，连接至凝泵抽空器管路，达到减少盘根处压力的作用，原凝结水泵轴端密封示意图如图1所示。
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图1原凝结水泵轴端密封示意图
2原盘根密封存在的问题
原设计轴端密封形式为盘根填料密封，运行中四台凝泵盘根一直存在向外甩水量大、污染周围设备的的严重问题，大量高品质凝水通过轴端漏至地沟，造成浪费，且严重影响机组安全文明生产。不能满足《火电厂现场安全文明生产标准化规范及评定标准（试行）》标准凝结水泵无泄漏点的要求。
现场排查原因发现，一期凝泵填料函水封环处只有密封水进水，没有设计密封水回水，导致凝泵盘根位置的密封水压力较大而向外甩水。2016年2月汽机检修部利用检修时间在机2B凝泵填料函密封水进行尝试性改造，在填料函水封环进水的正对面，钻孔、攻丝、加装回水管路和隔离门，为避免该处漏真空和避免大量凝结水的浪费将新加回水管引至凝泵抽空气管路。改造结束2B凝泵轴端泄漏量较以前明显减少，但是需要手动进行调节回水门，而且容易导致空气通过回水管路漏至凝泵内部，引起容氧超标，改造效果不佳。
3机械密封改造可行性
为达到凝泵轴端泄漏为零的目标，在不进行电机与泵推力轴承改动的情况下将一期凝泵轴端密封形式由盘根密封改为机械密封形式。
一期四台凝泵电机与凝泵泵轴之间通过法兰式刚性联轴器连接，正常运行时泵的轴向推力完全由电机承受，凝泵泵轴总长约6米，自下而上由9个导轴承与轴套，通过轴承、轴套的间隙约束泵轴的晃动。导轴承旧材质为BBF6，轴套材质为不锈钢，轴承轴套间隙最大允许1.2mm，这样在轴端位置的泵轴晃动度最大在0.6mm，直接进行机封改造无法达到机封径向跳度的要求。
为了保证凝泵轴端位置的泵轴晃动不超标，必须对凝泵轴承、轴套间隙进行严格控制，在保证安全的前提下尽量减少两者之间的间隙。通过调研发现凝泵导轴承采用F102新材质能够克服导轴承热胀冷缩变形量大的缺陷，同时能够使得轴承轴套间隙在0.15mm-0.30mm之间，这样就能保证轴端泵轴的晃度不超标。
4改造方案
将原填料函体更换为新的的机封函体。原填料轴套取消，重新加工一件节流套安装在泄压腔处。原填料压盖取消，其他部件不变。
为了保证改造后机封滴水不漏，我们采用了双端面机械密封。机封两个端面采用两路密封冷却水，第一路安装在新的机封套中间部位，密封冷却水经下部机械密封后进入泵壳，另一路位于机封压盖位置，回水排至外部，为避免浪费将该回水引至凝泵入口。改造示意图如图2所示，改造后现场实物如图3所示。
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图2 机械密封改造示意图 图3 机械密封改造现场实物图
5改造后运行效果及经济效益
采用机械密封后凝泵轴端无泄漏，现场文明生产水平有了很大提高；冷却水进行了有效回收，节约能源，避免了浪费；应用后机封寿命长、更换周期长，大大减少了人力物力。
从单纯的经济性分析，凝结水泵原采用的填料价格约为6000元/kg，平均每台凝结水泵每年需要更换3次填料，每次更换需用填料1.5 kg左右，每台凝结水泵需用的材料费为2.7万元/年。每台泵更换填料的人工费2400元/年。那么，4台凝结水泵每年则需要总费用11.76万元。而采用的机械密封每套约2万元，机械密封正常运行时基本无损耗，寿命至少一个大修期（4年）以上，四台每年能节约材料和人工费用9.76万元。冷却水为凝结水每小时3吨（单泵），按每吨15元计算，四台机组每年（每台机组按开机半年计算）能节约77.76万元；合计每年能节约87.36万元。
6结论
此次凝泵轴端泄漏治理在不增加泵推力轴承情况下，通过导轴承材质以及配合间隙的改变，控制泵轴的径向跳动，直接在原有10LDTN凝泵上进行机械密封改造，在最经济的情况下治理凝泵轴端泄漏，成功解决凝泵轴端漏水量大的缺陷。原来甚至在停运状态下都哗哗漏水的凝泵，现在几乎滴水不漏，既节约能源又确保机组安全稳定运行，具有很大的推广价值。
参考文献：
[1] 黄家崧.9LDTN型凝结水泵轴端机械密封改造的可行性分析与实施[J].广东电力，2004，17（4）：62-64.
[2] 张增辉.酉岛凝结水泵轴封改造一例[J].通用机械，2009（6）：49-52.
论文作者:孟庆军,孙波,付晋,李斌,杨进,蔺贻超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：水泵论文; 填料论文; 机械论文; 轴承论文; 回水论文; 轴套论文; 盘根论文; 《电力设备》2018年第21期论文;