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【摘 要】给水泵运行中经常出现机械密封的密封密封水温度高的现象，通过对其原因进行分析、并提出了处理方法，彻底消除了机械密封密封水温度高故障，提高了给水泵运行的安全性。
【关键词】给水泵 机械密封 密封水温度高原因分析及处理
某电厂二期2×330MW机组，每台机组配备2台50%额定蒸发量的汽动给水泵和1台30%额定蒸发量的电动给水泵，型号：HPTmk200-320-6S。机械密封结构形式如图1所示。主要是由静环和动环垂直于轴的光滑而平直的表面相互贴合，并做相对转动而构成的密封装置，它是靠弹性构件（如弹簧11）和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触端面上产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合。端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的，这层液体膜具有流体动压力与静压力，起着润滑与密封的作用。密封水腔的外部是迷宫式冷却水套，通过冷却水流动对密封水起到冷却作用。
1. 运行中出现的故障
6台给水泵2010年10月投运，初期一直运行正常，自2015年5月份以来几台泵先后都出现机械密封密封水温度高现象，甚至因密封水温度高导致给水泵跳闸，严重影响了机组安全运行。给水泵机械密封的密封内部循环水一般都是采自泵体自身输送的给水，正常工作温度是55°C左右，报警温度：70°C，停泵温度：80°C。密封水温度过高将会导致机械密封的密封圈快速老化及动静环汽化爆裂的危险，严重影响给水泵的安全运行。
2. 机械密封温度高原因分析及处理方法
经过理论上的分析，给水泵机械密封水温度高主要有以下几个原因：
1）机械密封水的冷却水量不足。
2）机械密封水的冷却水温度偏高。
3）机械密封水滤网堵塞。
4）机械密封静动环磨损严重，端面不能形成保护膜。
5）机械密封弹性构件弹力减弱，动、静环的接触面压紧力不足，泄露量大导致密封水不断的补充，机械密封水温度随着升高。
6）冷却水套锈蚀穿孔或者密封胶条损坏，导致高压给水进入冷却水系统。
7）冷却水套堵塞，导致冷却水不通畅。
针对以上原因，逐一进行排查和处理。
1）机械密封水冷却水一般都是来自电厂的工业水，怀疑该工业水管道堵塞，造成冷却水量不足。檢查就地冷却水压力正常（0.6MPa），解开冷却水出口管道法兰，开启冷却水进口门，冷却水排水流量正常，该原因可以排除。
2）机械密封水的冷却水温度偏高，将导致机械密封水冷却不足，测量机械密封水冷却水进出口温度，几台给水泵冷却水进出口温度基本差不多，冷却水温差一般在15°C以上，说明该泵机械密封水冷却水温度不存在偏高现象。
3）机械密封水滤网堵塞，密封水流动不畅，不能及时带走机械密封产生的热量将使密封水温度快速升高。检查机械密封水滤网并不太脏，清理后回装，切换投运后密封水温度并没有明显的变化。
4）如果机械密封静动环磨损严重，端面不能形成保护膜起到润滑的作用，静动环摩擦产生的热量将使机械密封水温度升高，经过解体检查发现静动环磨损并不严重，为了保险起见更换了新的动、静环，回装投用机械密封水温度依然偏高。
5）机械密封漏水不外乎两种原因：第一、动、静环或者密封件损坏，前面已检查确认机械密封动、静环及密封件没有损坏;第二、机械密封弹性构件弹力减弱，动、静环的接触面压紧力不足，甚至动、静环的接触面出现间隙，随着机械密封漏水量变大，热水不断的补充机械密封水，导致机械密封水温度不断升高。就地检查机械密封漏水量，发现密封水温度高的机械密封漏水量比正常的偏大点，但也没有超过厂家规定的15L/h的漏水量。针对单侧机械密封漏水量大的现象，尝试调整推力瓦前后垫片，微量调整转子的轴向位置，从而改变机械密封动、静环的接触面压的紧力，具体方法就是那一侧机械密封水漏水量大，就通过加减垫片让转子往那一侧移动。通过实践效果很明显，调整后机械密封漏水量恢复到正常状态，机械密封水温度也基本降到正常范围，当然是这是一种非正常的处理手段，转子移动量不能超过±2mm，否则在启停泵时就会发生叶轮与口环碰磨现象。
6）如果是冷却水套锈蚀穿孔或者密封胶条损坏，高压给水将进入冷却水系统，也会影响机械密封水的冷却效果，尝试关闭机械密封水冷却水进出水门，松开冷却水出口水活接并没有热水流出，说明冷却水套并没有热水渗漏现象。
7）机械密封冷却水套是否堵塞，在不解体冷却水套的情况下难以判断。尝试采用高压水枪对冷却水套进行冲洗，分别从冷却水套进出口法兰进行冲洗，冲洗后的水呈微黄色并无明显的颗粒状污垢，因此高压水枪冲洗效果也不明显。恢复运行后机械密封水温度仍然高于报警值，2013年5月30日4机B汽泵在负荷250MW时，机械密封水温度达到85°C左右。厂里为了不影响机组负荷，冒着风险将停泵值改为90°C。
3. 密封水临时冷却措施
在尝试各种方法都不起作用的情况下，根据冷却器的热交换原理，只能采用增加冷却面积和冷却水的流速来达到降温的目的。并于2013年6月3日对4机B汽泵机械密封密封水管进行改进。首先、在机械密封密封水进出口水管外表处增加冷却水套管，来对密封水管进行冷却;其次、在冷却水回水处增加支管来增加冷却水流速。改进后恢复该泵运行，机械密封水温度在相同的工况下只有66°C，温度基本控制在正常范围内，但这是一种治标的临时措施而已。
4. 彻底解决机械密封密封水温度高方案
2015年5月#4机组检修期间，4机B汽泵芯包返厂检修，此次检修解体发现吸入段及出口端盖内冷却水套结垢严重，而且由于长期处于高温状态下，结垢层已经硬化并牢牢地附着在冷却水套上，冷却水槽间隙被大量泥沙严重挤压住，造成冷却水流量不足，不能及时带走机械密封运行中产生的热量，这就是该泵正常运行时机械密封水温度高的主要原因。
由于厂家为了增强冷却效果将冷却水套设计成迷宫式结构，正常运行时冷却水只能在狭小的间隙中迂回流动，冷却水水质差便会造成沉淀结垢，随着垢越积越多，冷却效果也就越来越差。根据这一情况，该厂技术人员在分析冷却水套的结构和冷却水水质状况后，设计出一套机械密封冷却水套冲洗装置。如图2所示，首先制作一个临时的冲洗装置。根据水垢的性质配置了专用药水（6%盐酸+1.5%缓蚀剂+0.5%氟化物）对机械密封冷却水装置进行冲洗，启动冲洗泵10分钟后停止，浸泡30分钟再启泵冲洗，此时可以看到透明胶管里面有黑色的污垢冲出，待水质变清后即可停止。其次是加强冷却水的过滤精度及水质监测，将机械密封冷却水进口管道改成不锈钢管，并在进口管道上加装一个Y型三通滤网，定期进行排污，防止管路堵塞影响冷却效果。
经过对其它给水泵机械密封冷却水装置进行改造和冲洗处理，结果都达到理想效果，最高负荷330MW时，机械密封水温度也只有60°C左右，运行半年来密封水温度基本保持在45-50°C之间，说明机械密封冷却水套堵塞导致密封水温度高问题已得到解决。
5. 结论
造成机械密封水温度高有各种因素，通过分析排除，最终找出具体原因并加以解决。今后可视冷却水套结垢情况，定期对冷却水套进行冲洗，以确保冷却水管路的畅通。还可以利用电厂现有资源，将冷却水更换成电厂的除盐水，并做成闭式循环，这样会大大减少冷却水套结垢，提高冷却效果，确保给水泵安全运行。
参考文献：
[1]北京电力设备总厂. HPTmk200-320-6S型锅炉给水泵使用说明书，2007.6.
作者简介：
[1]作者：许乾先（1973～），男，热动工程师，1995年毕业于郑州电力专科学校，主要从事汽轮机检修技术管理及集中供热工程建设工作。
【关键词】给水泵 机械密封 密封水温度高原因分析及处理
某电厂二期2×330MW机组，每台机组配备2台50%额定蒸发量的汽动给水泵和1台30%额定蒸发量的电动给水泵，型号：HPTmk200-320-6S。机械密封结构形式如图1所示。主要是由静环和动环垂直于轴的光滑而平直的表面相互贴合，并做相对转动而构成的密封装置，它是靠弹性构件（如弹簧11）和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触端面上产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合。端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的，这层液体膜具有流体动压力与静压力，起着润滑与密封的作用。密封水腔的外部是迷宫式冷却水套，通过冷却水流动对密封水起到冷却作用。
1. 运行中出现的故障
6台给水泵2010年10月投运，初期一直运行正常，自2015年5月份以来几台泵先后都出现机械密封密封水温度高现象，甚至因密封水温度高导致给水泵跳闸，严重影响了机组安全运行。给水泵机械密封的密封内部循环水一般都是采自泵体自身输送的给水，正常工作温度是55°C左右，报警温度：70°C，停泵温度：80°C。密封水温度过高将会导致机械密封的密封圈快速老化及动静环汽化爆裂的危险，严重影响给水泵的安全运行。
2. 机械密封温度高原因分析及处理方法
经过理论上的分析，给水泵机械密封水温度高主要有以下几个原因：
1）机械密封水的冷却水量不足。
2）机械密封水的冷却水温度偏高。
3）机械密封水滤网堵塞。
4）机械密封静动环磨损严重，端面不能形成保护膜。
5）机械密封弹性构件弹力减弱，动、静环的接触面压紧力不足，泄露量大导致密封水不断的补充，机械密封水温度随着升高。
6）冷却水套锈蚀穿孔或者密封胶条损坏，导致高压给水进入冷却水系统。
7）冷却水套堵塞，导致冷却水不通畅。
针对以上原因，逐一进行排查和处理。
1）机械密封水冷却水一般都是来自电厂的工业水，怀疑该工业水管道堵塞，造成冷却水量不足。檢查就地冷却水压力正常（0.6MPa），解开冷却水出口管道法兰，开启冷却水进口门，冷却水排水流量正常，该原因可以排除。
2）机械密封水的冷却水温度偏高，将导致机械密封水冷却不足，测量机械密封水冷却水进出口温度，几台给水泵冷却水进出口温度基本差不多，冷却水温差一般在15°C以上，说明该泵机械密封水冷却水温度不存在偏高现象。
3）机械密封水滤网堵塞，密封水流动不畅，不能及时带走机械密封产生的热量将使密封水温度快速升高。检查机械密封水滤网并不太脏，清理后回装，切换投运后密封水温度并没有明显的变化。
4）如果机械密封静动环磨损严重，端面不能形成保护膜起到润滑的作用，静动环摩擦产生的热量将使机械密封水温度升高，经过解体检查发现静动环磨损并不严重，为了保险起见更换了新的动、静环，回装投用机械密封水温度依然偏高。
5）机械密封漏水不外乎两种原因：第一、动、静环或者密封件损坏，前面已检查确认机械密封动、静环及密封件没有损坏;第二、机械密封弹性构件弹力减弱，动、静环的接触面压紧力不足，甚至动、静环的接触面出现间隙，随着机械密封漏水量变大，热水不断的补充机械密封水，导致机械密封水温度不断升高。就地检查机械密封漏水量，发现密封水温度高的机械密封漏水量比正常的偏大点，但也没有超过厂家规定的15L/h的漏水量。针对单侧机械密封漏水量大的现象，尝试调整推力瓦前后垫片，微量调整转子的轴向位置，从而改变机械密封动、静环的接触面压的紧力，具体方法就是那一侧机械密封水漏水量大，就通过加减垫片让转子往那一侧移动。通过实践效果很明显，调整后机械密封漏水量恢复到正常状态，机械密封水温度也基本降到正常范围，当然是这是一种非正常的处理手段，转子移动量不能超过±2mm，否则在启停泵时就会发生叶轮与口环碰磨现象。
6）如果是冷却水套锈蚀穿孔或者密封胶条损坏，高压给水将进入冷却水系统，也会影响机械密封水的冷却效果，尝试关闭机械密封水冷却水进出水门，松开冷却水出口水活接并没有热水流出，说明冷却水套并没有热水渗漏现象。
7）机械密封冷却水套是否堵塞，在不解体冷却水套的情况下难以判断。尝试采用高压水枪对冷却水套进行冲洗，分别从冷却水套进出口法兰进行冲洗，冲洗后的水呈微黄色并无明显的颗粒状污垢，因此高压水枪冲洗效果也不明显。恢复运行后机械密封水温度仍然高于报警值，2013年5月30日4机B汽泵在负荷250MW时，机械密封水温度达到85°C左右。厂里为了不影响机组负荷，冒着风险将停泵值改为90°C。
3. 密封水临时冷却措施
在尝试各种方法都不起作用的情况下，根据冷却器的热交换原理，只能采用增加冷却面积和冷却水的流速来达到降温的目的。并于2013年6月3日对4机B汽泵机械密封密封水管进行改进。首先、在机械密封密封水进出口水管外表处增加冷却水套管，来对密封水管进行冷却;其次、在冷却水回水处增加支管来增加冷却水流速。改进后恢复该泵运行，机械密封水温度在相同的工况下只有66°C，温度基本控制在正常范围内，但这是一种治标的临时措施而已。
4. 彻底解决机械密封密封水温度高方案
2015年5月#4机组检修期间，4机B汽泵芯包返厂检修，此次检修解体发现吸入段及出口端盖内冷却水套结垢严重，而且由于长期处于高温状态下，结垢层已经硬化并牢牢地附着在冷却水套上，冷却水槽间隙被大量泥沙严重挤压住，造成冷却水流量不足，不能及时带走机械密封运行中产生的热量，这就是该泵正常运行时机械密封水温度高的主要原因。
由于厂家为了增强冷却效果将冷却水套设计成迷宫式结构，正常运行时冷却水只能在狭小的间隙中迂回流动，冷却水水质差便会造成沉淀结垢，随着垢越积越多，冷却效果也就越来越差。根据这一情况，该厂技术人员在分析冷却水套的结构和冷却水水质状况后，设计出一套机械密封冷却水套冲洗装置。如图2所示，首先制作一个临时的冲洗装置。根据水垢的性质配置了专用药水（6%盐酸+1.5%缓蚀剂+0.5%氟化物）对机械密封冷却水装置进行冲洗，启动冲洗泵10分钟后停止，浸泡30分钟再启泵冲洗，此时可以看到透明胶管里面有黑色的污垢冲出，待水质变清后即可停止。其次是加强冷却水的过滤精度及水质监测，将机械密封冷却水进口管道改成不锈钢管，并在进口管道上加装一个Y型三通滤网，定期进行排污，防止管路堵塞影响冷却效果。
经过对其它给水泵机械密封冷却水装置进行改造和冲洗处理，结果都达到理想效果，最高负荷330MW时，机械密封水温度也只有60°C左右，运行半年来密封水温度基本保持在45-50°C之间，说明机械密封冷却水套堵塞导致密封水温度高问题已得到解决。
5. 结论
造成机械密封水温度高有各种因素，通过分析排除，最终找出具体原因并加以解决。今后可视冷却水套结垢情况，定期对冷却水套进行冲洗，以确保冷却水管路的畅通。还可以利用电厂现有资源，将冷却水更换成电厂的除盐水，并做成闭式循环，这样会大大减少冷却水套结垢，提高冷却效果，确保给水泵安全运行。
参考文献：
[1]北京电力设备总厂. HPTmk200-320-6S型锅炉给水泵使用说明书，2007.6.
作者简介：
[1]作者：许乾先（1973～），男，热动工程师，1995年毕业于郑州电力专科学校，主要从事汽轮机检修技术管理及集中供热工程建设工作。