某煤化工廠的氣化爐采用典型的膜式水冷壁結構,中壓蒸汽汽包( V1304) 的水經過中壓循環水泵強制循環,進入氣化爐的膜式水冷壁及換熱器,對煤與氧反應產生的熱量進行換熱。
在運行過程中,出現過泵出口流量逐漸減少、泄漏等問題,嚴重影響了循環水泵的性能,為裝置的穩定運行埋下隱患。為了提升泵的整體性能,重新設計冷卻水換熱及用水,保證泵的冷卻水量,同時提高機封水換熱效果,使得機械密封性能得到改善。經過控制水質、及時清堵,以及在泵出口止回閥處設計小孔等措施,解決過濾器堵塞的問題。
循環水泵的介質水溫度超過50 ℃ 時,水中的鈣鎂類物質就容易結晶生成水垢。為了防止水中二氧化硅及鐵的沉積,會定期對中壓汽包進行水質分析,并通過排污閥門進行排放。經研究發現,引起機械密封泄漏主要有介質水結垢、水溫以及密封材質、安裝質量等因素。本裝置中,循環水泵的機封分為驅動端與非驅動端兩套,機封動環為 SiC 材質,機封靜環為石墨材質。
一、拆解并檢查泄漏的機械密封后發現以下問題:
動靜環的密封面有輕微的劃痕;
機封動靜環的端面間隙不均,有偏磨、磨損不均的情況;
密封腔內有些許雜質;
長時間的泄漏導致動環座內的“O”型圈有明顯碳化現象。
二、結合裝置的運行特點及情況,分析機械密封泄漏的原因有:
為了節省檢修費用,機械密封采用組裝形式,長時間在高溫環境下使用,動靜環密封端面出現劃痕、損傷;
彈簧有斷裂或者彈性不同的情況,導致動環端面與靜環端面的密封面間隙不同;
在開車初期,整個水汽系統內的雜質較多,進入密封腔內后,對密封面造成損傷;
機械密封部件安裝不當,影響密封的壽命和性能[2];
密封水冷卻不均、受熱不均,機封部件膨脹量不同,導致設備突然啟動,機封受損; 機封密封水的換熱不好,水溫偏高;
電機軸承故障,出現竄軸嚴重的情況,使得機封受損。
由于整個煤化工裝置改進設備,導致冷卻水有所減少,再加上冷卻水管道長期未及時清理結垢等原因,循環水泵的冷卻水體積流量由 9. 5 m3 /h 降到 8. 0 m3 /h 以下,導致換熱能力不足。