引言

幾乎所有的泵在泵殼與泵軸之間都存在有間隙,為防止液體流出或空氣進入泵內(nèi),影響泵的出力或產(chǎn)生汽蝕,在泵軸與泵殼之間設(shè)有軸封裝置。常用的軸封型式是填料密封和機械密封,機械密封作為一種新型的密封型式使用日益廣泛,但填料密封的使用目前仍然是不可替代的。填料密封適用范圍廣,結(jié)構(gòu)簡單,安裝維修方便,成本低廉,是軸封裝置中不可或缺的一種密封型式。據(jù)統(tǒng)計,泵類設(shè)備常見故障中,近40%和軸封裝置相關(guān),因此做好軸封裝置的維護、保養(yǎng)是設(shè)備管理及檢修活動中的一項重要內(nèi)容。

填料異常磨損治理是泵類轉(zhuǎn)機設(shè)備管理及維修、維護工作中的重要任務(wù)之一。填料異常磨損將嚴重縮短填料壽命,并造成填料函溫度升高,降低密封效果,增加設(shè)備維護保養(yǎng)的工作量以及成本,嚴重時甚至?xí)斐稍O(shè)備事故而影響生產(chǎn)。

在機組調(diào)試階段,某電廠一臺循環(huán)水泵填料存在異常磨損現(xiàn)象,造成密封水泄漏量大,嚴重影響泵的正常運行,隨后對其開展了填料異常磨損分析及處理工作。

1循環(huán)水泵概況

循環(huán)水泵是循環(huán)水系統(tǒng)重要組成部分,循環(huán)泵為立式、可調(diào)葉片安裝角的混流泵。軸封采用填料密封,通過密封水冷卻、潤滑填料,填料函位于出水彎管上方。

填料密封是指通過預(yù)緊或介質(zhì)壓力的自緊作用使填料與轉(zhuǎn)動件之間產(chǎn)生壓緊力的動密封裝置。填料裝入填料函之后,經(jīng)填料壓蓋對其做軸向壓縮,當軸與填料有相對運動時,由于填料的塑性,使它產(chǎn)生徑向力,并與軸緊密接觸,形成密封。

2原因分析及排查

填料密封是一種接觸式密封,失效原因主要來自于設(shè)計缺陷、運行過程中的磨損等方面。轉(zhuǎn)動設(shè)備填料密封失效形式及原因不盡相同,需根據(jù)實際情況進行原因分析及排查。

2.1設(shè)計缺陷

填料密封的設(shè)計缺陷多種多樣,在本次問題中,循環(huán)水泵所用填料密封結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品的通用結(jié)構(gòu),技術(shù)成熟。根據(jù)在役同類設(shè)備的運行情況,未發(fā)現(xiàn)重大設(shè)計缺陷,因此在保證零件加工精度的條件下,填料不會存在異常磨損的情況。

2.2填料壓蓋壓力調(diào)節(jié)

對于轉(zhuǎn)動設(shè)備而言,隨著設(shè)備運行時間的累計增長,其中動密封結(jié)構(gòu)的填料會被逐漸磨損,造成密封效果劣化,此時需要更換填料或增加填料壓蓋壓緊力。填料壓蓋壓緊力的定期或及時調(diào)節(jié)是設(shè)備日常維護和保養(yǎng)必須要進行的工作內(nèi)容。

2.3.2來自管道的拉力

由于填料函固定于出水彎管的上方,如果出水彎管方向管道拉力過大,可能導(dǎo)致出水彎管偏移,進而導(dǎo)致填料函相對于軸的位置發(fā)生改變。

排查措施:

(1)查閱安裝調(diào)試記錄,確認安裝步驟正確,且在制造廠工代見證下完成,造成填料函錯位的可能性很小。

(2)對填料函水平度及泵軸垂直度進行測量。

在本次循環(huán)水泵出現(xiàn)的問題中,查閱安裝調(diào)試記錄證實安裝過程符合要求,同時通過對填料函水平度(出水彎管方向:0.18mm/m,允許值均為7mm/m)及泵軸垂直度(出水彎管方向:0.15mm/m)的測量,測量數(shù)據(jù)均滿足要求,證實出水彎管并未發(fā)生位移或位移在允許值內(nèi)。因此,引起泵填料異常磨損的原因并不是來自管道的拉力。

2.3.3填料函安裝位置不正確

在填料函找正的過程中,因找正工具使用不規(guī)范(或其他原因)造成填料函安裝位置不正確,也會導(dǎo)致填料異常磨損。

排查措施:經(jīng)過對2.3.1、2.3.2的分析,可初步確定泵軸與電機軸對中良好。即泵軸與填料函不同心的原因為填料函偏離正確位置。經(jīng)過對找正工具的測量,發(fā)現(xiàn)找正工具存在0.1mm的誤差,據(jù)此可以推斷,此為造成填料函安裝錯誤的根本原因。

3解決措施

填料函安裝位置不正確,導(dǎo)致泵軸與填料函間隙不均勻,在泵運轉(zhuǎn)過程中,造成填料磨損嚴重。為保證設(shè)備在安全、可靠狀態(tài)下平穩(wěn)運行,我們須在確保泵軸豎直的狀態(tài)下,調(diào)整填料函的位置,使其與泵軸同中心。具體措施如下:

(1)拆除相關(guān)干涉物項,拆除密封水進出口管道。

(2)取下填料壓蓋,取出填料。松開填料函的緊固螺栓并將填料函提起,測量并確認泵軸處于豎直狀態(tài)。

(3)更換所需備件,落下填料函并置于與泵軸同中心位置。

(4)將填料函固定于正確位置,緊固填料函螺栓,重新較定位銷孔。

(5)安裝填料。安裝時,每道填料切口呈45o角對接,兩道相鄰填料切口應(yīng)錯開120o~180o,防止填料接口重合泄漏。此外,每加一圈填料,應(yīng)加潤滑油少許,以減小填料和軸套之間的摩擦。

(6)安裝填料壓蓋。對稱緊固填料壓蓋螺栓至適當壓緊力,不能將壓蓋壓得過緊或出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象。

4結(jié)語

本文對填料異常磨損可能產(chǎn)生的原因進行了分析,并通過相應(yīng)的排查措施確定了問題產(chǎn)生的根本原因,采用最簡便有效的方式解決了異常磨損問題。設(shè)備運轉(zhuǎn)試驗表明,循環(huán)水泵沒有再次出現(xiàn)異常磨損現(xiàn)象,治理效果明顯。

本文所提及的解決措施,是在實際工作中得出的,實踐證明,這些措施對于處理泵類或其他轉(zhuǎn)動設(shè)備的填料異常磨損問題具有借鑒意義。