摘要：给水泵是发电厂主要辅助设备之一，本文介绍了某发电有限公司#1机组A汽动给水泵运行中自由端密封水温度偏高，通过零部件更换、缺陷处理和系统改造，成功解决问题，保证了给水泵的安全稳定运行。
关键词：汽泵；密封水；温度高；处理
一、概况
在火力发电厂生产过程中，除了锅炉、汽轮机、发电机三大主机发挥主导作用外，还有各种辅助设备也起着重要作用。给水泵就是锅炉重要辅助设备之一，一旦发生故障，将导致停运或出力降低，直接影响到机组的安全经济运行。
某发电有限公司现有2台660MW超超临界机组汽轮机组，每台机组的给水系统采用2台汽动给水泵和1台启动电动给水泵。机组正常发电时，2台汽动给水泵用时运行，如果其中1台汽泵因故障退出运行，机组负荷将下降50%左右。因此保证汽泵的安全运行至关重要。
某发电有限公司的汽泵由沈阳鼓风机集团核电泵业有限公司生产，型号为MDG-346。由于汽泵运行时具有很高的线速度，伸出泵体的泵轴密封采用快装式机械密封，机械密封的作用产生在动环和静环的密封面间一个很窄的轴向间隙内。
为保持机械密封较长的使用寿命，必须防止密封面损坏。汽泵运行时，由于机械密封的动环和静环两接触面的摩擦作用，密封水室内的密封水温度将会升高，为防止密封水汽化现象发生，利用密封水的回路循环把摩擦产生的热量带走。为对闭合回路内的密封水进行冷却，每个机械密封均连接一个冷却器。机械密封的密封水是来自平衡室（与汽泵出口平衡管连通）的给水，为防止密封水中的杂质对机械密封动静环密封面造成损害，密封水系统配置两个磁性过滤器。
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机械密封冷却水循环图
动环座产生的压力密封水通过冷却器、磁性过滤器（M）返回机械密封室。运行期间，2台磁性过滤器可以通过阀门（V）切换。冷却器位于泵轴线的上部，利用虹吸作用来弥补在低转速时动环泵送能力的不足。
汽泵运行前要彻底排尽密封水系统内的空气，再关紧排气阀。正常运行时，机械密封仅允许非常有限的滴漏，密封水温度一般不超过70℃（根据机组负荷以及环境温度的变化，密封水温度都会有不同程度的变化），并保持恒定。当机械密封密封水温度达到报警温度时（75℃），就应清洗磁性过滤器的滤网。如果温度持续升高，必须尽快查明原因并根除之。
二、存在问题
2016年12月21日，发现某发电有限公司#1机组A汽泵自由端密封水温度逐步升高，最高达到72℃（报警温度为75℃，跳泵温度为80℃）。利用凌晨低负荷时段清洗#1A汽泵自由端密封水磁性过滤器滤网，系统恢复正常投运后，发现温度下降4℃左右。
2017年1月2日上午#1机组负荷在640MW时，发现#1A汽泵自由端密封水温度达74℃。中午低负荷时（400MW左右），清洗#1A汽泵自由端密封水磁性过滤器滤网，发现滤网与上次相比，污染程度明显较轻。清洗后比清洗前密封水温度仅降低1～2℃，效果不是很明显。清洗后机组负荷在530MW时（两路密封水全部投运的情况下），#1A汽泵自由端密封水温度仍达到70℃，而相同工况下#1B汽泵密封水温度比#1A汽泵低10℃左右。
使用测温枪持续测量#1A汽泵自由端密封水和冷却水管道各段温度均偏高，现场检查机械密封无外漏现象、冷却水进回水正常。加装风扇和外接喷淋水加快密封水冷却盘管的散热，提高密封水的冷却效果。联系制造厂相关技术人员分析现场问题，根据制造厂技术人员建议提高汽泵密封水的跳泵温度到100℃。
2017年2月16日，#1A汽泵自由端密封水最高温度达98℃。
三、分析和检查
汽泵密封水正常情况下由平衡室供给，在无泄漏的情况下，密封水室的压力和密封水系统内的密封水量基本保持恒定。汽泵运行时，密封水在旋转的机械密封动环套外壳体的特殊沟槽驱动下在系统内循环，并通过外部冷却器冷却，保证水温不超温。
当密封水发生泄漏时，密封水室压力下降，平衡室内的高温给水就会不断的向密封水室补充，造成密封水温度持续升高，甚至超过保护动作值，导致汽泵停运。因此密封水泄漏是导致密封水温度升高的主要原因之一。
另外，密封水冷却水系统不畅通，密封水进出水管道堵塞，磁性过滤器滤网脏，和盘型冷却器内部结垢等情况，也会导致密封水冷却效果差、密封水温度升高。
2017年3月，#1机组调停时，对#1A汽泵机械密封、密封水室及密封水系统解体检查，发现以下问题：
1.机械密封外套密封圈损坏，密封水通过密封面泄漏，平衡室内的高温给水不断向密封水室补充，密封水温度持续升高。
2.自由端端盖与机械密封外筒体密封面存在较大气孔和冲刷痕迹，密封水通过气孔和冲刷部位泄漏，平衡室内的高温给水不断向密封水室补充，密封水温度持续升高。
解体情况验证了有关分析。
四、处理和效果
根据密封水温度升高的原因分析和解体检查情况，#1A汽泵采取以下方案处理。
1.更换损坏部件。
将损坏的密封圈取出，换上同型号的新密封圈。
2.修补损坏部位。
（1）打磨汽泵自由端端盖与机械密封外筒体密封面的气孔和冲刷痕迹，直至露出金属光泽。
（2）用TS518紧急修补剂填充气孔和冲刷部位，直至其高出原接合面。
（3）修补剂完全凝固后（凝固时长为24小时），用电磨头、半圆锉对修补部位粗加工，再用细砂皮和金相砂布进行精细加工。
由于该密封工作面为弧形，要保证其严密性就必须使修补后的弧度与原设计弧度保持一致。为此，专门加工了与密封面弧度相同的模块，在修补加工的密封面上涂上红丹粉，通过模块与修补面的对磨，检查弧形密封面的接触情况。经过反复研磨、检验，最终使加工面弧度及表面粗糙度（Ra3.2）达到设计要求。
3.优化冷却系统。
汽泵自由端机械密封原有两台密封水磁性过滤器，再增加1台，与原系统并联。在夏季环境温度较高时期，投入2台磁性过滤器运行（另1台备用），增加汽泵密封水的通流面积，提高冷却效果，确保汽泵的安全运行。
上述方案实施后，#1A汽泵投入运行，密封水温度恢复正常，问题得到解决。
五、结束语
给水泵是发电厂最重要的辅助设备之一，要做好给水泵的运行和维护工作，就应充分发挥检修、运行人员的主观能动性，从设备制造原理和系统运行原理多角度想办法，才能及时发现问题、解决问题，保证设备的安全稳定运行。
参考文献：
1.汽轮机设备运行技术 水利电力出版社；
2.某电厂汽轮机培训教材 某发电有限公司。
论文作者:陈勇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
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