锅炉给水泵机械密封损坏分析报告及改造.

锅炉给水泵机械密封损坏分析报告及改造方案

一、概述

自2014年2月25日我公司锅炉点火以来，我公司P103、P102两台锅炉给水泵共计发生5次因机械密封损坏（见附图）后被迫停车事故（截止目前），严重影响我公司装置试车调试工作整体进度。

二、原因分析

1.重泵厂配套的机械密封是平衡结构单端面的集装式机封，动环座与轴套连接选用2-M5螺钉连接，螺钉容易脱落及断裂，轴向动环组件定位不好，导致机械密封压缩量在运行中容易改变；同时静环与静环座采用销钉传动的方式，销钉与静环用胶粘牢，但在实际运行中销钉容易脱落，从而导致机械密封损坏。

2.给水泵非驱动端机封循环冷却水循环不起来，机械密封得不到有效冷却，从而导致机封温度过高损坏。我机电仪设备室技术人员分析认为属于给水泵厂家设计有偏差所导致。

三、目前采取的措施及建议

1.根据重庆水泵厂设计处提供的方案：拆除给水泵非驱动端第二级节流衬套。目前P102、P103已按此方案改造完成，非驱动端机封冷却水循环正常。

2.针对屡次发生因集装式机械密封动环座与轴套连接螺钉及静环与静环座连接销钉脱落导致机械密封损坏事件，我机电仪设备室建议对此机械密封进行改造，彻底消除此隐患保证锅炉给水泵稳定运行。

机电仪保运部设备室

2014年9月4日

锅炉给水泵机械密封改造方案（泵型号：SDG440-160）

机电仪保运部设备室

2014年8月20日

一、概述

锅炉给水泵是我公司锅炉装置主要设备之一,其轴封是该设备的薄弱环节，轴封效果直接影响锅炉装置正常运行。同时密封的泄漏对工人操作及环境亦有影响。

原机封现场运行情况：原装机械密封是平衡结构单端面的集装式机封，存在问题是动环座与轴套连接选用2-M5螺钉连接，螺钉容易脱落及断裂，轴向动环组件定位不好，导致机械密封压缩量在运行中容易改变；同时静环与静环座采用销钉传动的方式，销钉与静环用胶粘牢，但在实际运行中销钉容易脱落，并折断，从而导致机械密封静环与动环一同旋转，这样导致密封过早失效。

二、工况条件及改造方案

2.1工况条件：

设备名称：汽动锅炉给水泵SDG440-160

密封处轴径：ф108

介质名称：水

介质温度：132℃

转速：4200rpm

出口压力：16MPa

入口压力: 0.3Mpa

2.2改造方案：

为解决原机封安装及运行中问题，在不改变原泵结构及管线的情况下，经我机电仪保运部设备室技术人员到现场复核尺寸和了解，以及在其他相同工况泵用机械密封改造经验，对我公司锅炉给水泵机械密封改造是可行的。改造型机械密封采用平衡型单端面集装式带泵效环结构，该密封特点：按照API682的要求设计生产，动环组件带泵效环，实现冷却液的强制循环，可用于较高温度及压力，高转速工况，现场安装简单，性能可靠。

同时为了解决原机械密封存在的问题，将动环座（件3）与轴套（件1）的连接方式改成沉孔的2-M10圆柱头紧定螺钉反向连接，螺钉松脱方向和和离心力反向，同时用2-ф10销来定位动环座与轴套的轴向位置，这样大大加强连接强度与轴向定位（见图A）。

将静环座（件8）与静环（件7）的传动方式改为直销和键槽防转方式，这样直销背后有静环套圈限位，不可能发生脱落现象（见图B）.这样就不会出现原密封运行存在的销钉脱落与折断的问题，只是静环座结构复杂，加工成本增大。

改造型机械密封结构示意图如下：

改造型机械密封

1：轴套 2：圆柱头紧定螺钉 3：动环座 4：轴套O圈 5：动环O 圈6：动环7：静环 8：静环座 9：静环O圈 10：螺钉 11：推环 12：撑环 13：推环O圈 14：压盖O圈 15：弹簧 16：压盖 17：锁紧环

A 18:螺钉 19：锁紧环

B 20：楔形环

三、材料选择及结构设计

3.1主要金属件及摩擦副及辅助密封圈材料

由于锅炉给水泵介质为132℃热水，并有蒸汽存在，所以摩擦副选用无压碳化硅(SSiC)（动环件6）对进口锑石墨（M120D）（静环件7）组对，这样可以提高密封环耐磨性和自润滑性及散热性；机械密封轴套（件1），压盖（件16）及推环（件11）都选用304不锈钢，便于今后维修利用，降低该泵机械密封维护成本；辅助密封圈（件4,5,9,12,14）选用耐高温及耐汽化橡胶（F706）；弹性元件（件15）选用哈氏C。无压碳化硅性能特点具有高强度、高硬度、高耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗氧化性强、导热好、耐急冷急热等基本性能；浸锑石墨一种优良的自润滑抗磨材料，它可在高温500°C、深冷-253°C、高速2万转/分钟、高压20Mpa，或高粘度等介质，特别适于水、油、煤油等介质工况条件下使用；

3.2弹簧补偿机构设计

弹簧采用大直径小弹簧，既保证弹簧一定的稳定性有确保圆周弹力分布均匀。

3.3传动机构设计

为了机械密封在方便拆卸，减少检修时间。所以机械密封的轴向长度尽可能短。为此机械密封采用传动环传动的结构形式。

3.4整套机械密封结构设计

整套机械密封采用平衡型集装式单端面带泵效环结构。由于使用定位板限位，不需要再重新调整安装尺寸，可以整体安装与拆卸，便于

现场的操作，减少了现场安装误差。

3.5泄漏量

泄漏量≤5 ml/h

四、主要零件控制

为了缩短密封摩擦副的磨合周期，动，静环摩擦副表面的平面度要求值为0.0009mm；表面粗糙度为0.2，轴套与轴配合尺寸选7级公差；压盖止口与泵腔配合尺寸选7级公差；

五、组装试压

5.1组装试压

由于锅炉装置锅炉给水泵是关键设备之一，对机械密封的可靠性要求很高，同时根据该泵运行工况所以出厂必须做试验以保证出厂机械密封的密封性能是可靠的。出厂试验包括动，静压气密试验及动平衡试验

5.2机械密封出厂前在密封厂试验室按JB4127.3-1999 （《机械密封的验收试验技术条件》）标准进行性能试验。