某煤化工廠的中壓循環水泵使用高溫高壓的鍋爐水,經過氣化裝置加藥后,控制其 pH 值在10. 0 左右,總堿度為 0. 30 mmol /L,電導率在15 μs/cm 左右,總鐵質量濃度為 0. 04 mg /L,鍋爐水水質較為干凈。正常運行水溫為260 ℃ 左 右,泵體出口壓力達到 6. 0 MPa。泵體采用形式,電機采用南陽防爆電機,轉速為1 460 r/min。密封沖洗水采用自密封形式,高溫高壓的循環水經過換熱器換熱后對泵的機封進行潤滑、沖洗、冷卻。備用泵處于熱備用狀態。在運行過程中,出現過泵出口流量逐漸減少、機械密封泄漏等問題,嚴重影響循環水泵的性能。

中壓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,中壓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。
拆解并檢查泄漏的機封后發現以下問題:
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。
結合裝置的運行特點及情況,分析機封泄漏的原因有:
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;
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,中壓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。