□李　猛　□于树阳　□韦　雪　□马雪峰　□沙承卓

沈阳鼓风机集团股份有限公司　沈阳　110869

次高压锅炉DG型给水泵轴封的改造

□李猛□于树阳□韦雪□马雪峰□沙承卓

沈阳鼓风机集团股份有限公司沈阳110869

由于填料密封的机械损失较大，为了节能降耗，将填料密封改为机械密封。通过对填料箱和轴套的改进、密封面选用，机械密封压缩量调节等方法将给水泵的填料密封改造为机械密封，改造后效果显著，有效节约了能耗，并提高了泵的效率。

1　DG型给水泵轴封的结构

DG型给水泵为20世纪60年代沈阳水泵厂生产的老产品，两端轴封采用石墨浸透的石棉盘根或柔软性石墨作填料，填料函外面装有迷宫式冷却水套，接冷却水加以冷却［1-3］。

2　机械密封的选型与改造

填料密封改机械密封，应根据设备的实际条件和特点，本着经济、适用和因地制宜的原则，合理地设计、选择机械密封的结构形式和选用材料，少改动设备和不改动设备，以最简单的密封结构，最少的加工制造量，最方便的安装检修，达到最佳的密封效果。同时尽可能减少机械密封的规格品种，使型号品种统一以扩大互换性。因此，选用了HSH型仿博格曼机械密封技术总成，该种机械密封为内装单面静止式，即泄漏介质的流动是从密封环的外径处沿密封接触面流向旋转轴，缓冲弹簧组件不随旋转轴转动。其平衡方式采用和轴一起旋转的螺旋套，运行时可以减少接触面形成的比压。采用这种机械密封形式的泵轴可不作改动，只需要加工小端盖上的填料函即可，改动涉及面较小［4，5］。

2.1填料箱的改造

参考机械密封动环设计螺旋套外径，在保证密封面尺寸的情况下，将两端小端盖填料函内径扩大8 mm，使其内径变为155 mm，原内径为147 mm；外径为172 mm，加工后壁厚为8.5 mm。小端盖外端面车平，另在端口处加工一止口为φ160 mm深7mm，加工后其内壁距格兰螺丝孔9.5 mm；其余按原检修工艺安装即可，推力间隙仍为0.8～1.0 mm。另外加装凝结冷却水管路。根据以上原则和泵的实际情况，考虑泵的填料箱径向空间较小，影响了机械密封的安装，需要对填料函进行改进。经过强度计算，加工后能够满足运行要求。

2.2轴套改进

泵轴不需要加工，将老式盘根套更换为带螺旋套式机械密封的轴套，新轴套端面密封改为轴套与轴之间的密封，方便机械密封的安装［6，7］。

2.3密封面的选用

选好密封面是改造成功与否的关键，所以根据给水泵的实际运行情况，动静摩擦副均采用硬质合金。全合金密封面具有良好的耐磨性、耐热性，它的使用寿命比普通的非金属材料长2～3倍［8，9］。

2.4密封水系统

由于密封面采用全合金材料，需要一路1.0 MPa的密封冷却水直接导入密封面。该密封水采用凝结水，可利用原来的盘根冷却水来循环使用，这样，可减少一路冷却水，简化了系统。密封冷却水引自凝结泵出口母管，借助螺旋套的旋转作用引入密封面。

2.5机械密封压缩量的调整

为了保证机械密封的压缩量在1～3 mm之间，传统的方法是加工螺旋定位套、轴套或组合压盖，这种方法对加工精度要求高，质量难以保证。另外，不同泵的实际结构尺寸各有差别，加工后会影响机械密封的互换性。为此，取消组合压盖胶条的密封形式，在压盖处预留5 mm的压缩量，通过调整此处垫片的厚度来实现压缩量的调整。

3　机械密封安装

机械密封是很精密的，所以在安装时要特别加以注意，要尽量减少因人为因素造成泄漏，甚至造成设备的损坏。因此，必须在正确的安装工艺指导下进行安装，具体结构如图1所示。

3.1装配前的准备工作

首先，对机械密封进行检验，检查机械密封各零件的配合尺寸、表面粗糙度、平行度是否符合设计要求；检查胶圈是否齐全、尺寸是否合适；组合压盖密封水倒入口内清洁，保持泄水口畅通。其次，要进行试装。静环镶入组合压盖不能有卡阻，用手压紧静环时要能压动，并且活动平滑；动环镶入定位套时相对轴套轴向切面的平行度不得大于0.02 mm；轴套与轴要进行试装，间隙不得大于0.03 mm，相对于轴中心的同轴度不得大于0.02 mm。最后，校合机械密封与泵的组装尺寸，检查轴向定位，确定压缩量的调整垫。

图1　机械密封结构示意图

3.2组装

结合泵组大修，小装前将准备工作做好，将新轴套按原工艺组装在泵轴上，并做动平衡。在泵整体安装就位后，测量组合压盖与轴套端部尺寸，根据机械密封的压缩量配出调整垫的厚度。在紧固机械密封压盖的4个螺栓时，要使压盖内孔与轴的四周间隙均匀，保证静环对中。安装密封冷却水系统。在确定机封压缩量时，一定先根据轴向总位移量、1/2轴向总位移量、推力间隙的实际值来确定。

3.3调试中应注意的问题

①在泵安装好后，进行水密试验，若有轻微泄漏，可盘动联轴节，观察泵轴的摆动和轴向窜动对机械密封的影响，至泄漏量小于5～10滴/min为合格。若泄漏仍很严重，则要进一步检查。盘动泵轴时应轻松灵活，少盘轴为宜，如果盘动很重，应检查相关装配尺寸是否合格。

②在泵正常运行前，应检查密封冷却水是否已经接通，并且保证在0.9～1.0 MPa。这样可使泵介质水不至于向密封冷却水内流动，同时密封冷却水压也不至于过高，以免造成密封压盖的泄漏。

③泵其它部件正常后，可启动泵组，检查密封部位温升是否正常，如有轻微泄漏现象，可以跑合一段时间，使端面贴合得更加紧密均匀，待泄漏逐渐减小为止。如果运行1～3 h泄漏仍不减小，则需要停车检查，监测机械密封端盖温度低于60℃为宜。

4　改造后的效果

改造后取得了良好效果，见表1。

表1　改造前后比较表

5　改造经验

通过对DG型给水泵的改造，不仅提高了设备运行的稳定性，减少了维护量，创造了经济效益，同时为此类设备的改造积累了宝贵的经验。

①全合金机械密封压缩量的调整。全合金密封面的机械密封，弹簧压缩量的调整不宜过大，过大会降低使用寿命，一般控制在2.0～3.0 mm以内。

②装配工艺的关键环节。由于机械密封装配较为复杂，中间环节较多，所以对每项工作都要严格控制。动环装入螺旋定位套后，一定要保证定位套轴向切面的平行度小于0.02 mm；大端盖的止口相对泵轴外圆的同轴度小于0.10 mm，平行度小于0.05 mm；静环和组合压盖安装要保证与泵轴的同轴度小于0.10 mm。通过以上几点的控制，可以保证密封面达到最小的径向跳动，提高密封效果［10］。

③泵的剧烈振动会降低机械密封的使用寿命，所以在泵组装时要严格工艺标准。如：叶轮的平衡、电动机输出轴与泵轴的同轴度、轴承的装配、转子各部件的配合是否有松动等，对这些容易引起振动的因素都要严格控制，使机械密封有一个良好的运行工况。

6　结论

老式填料密封的机械损失约占泵功率的1%～3%，而采用机械密封后损失很小，约是填料密封的5%～10%，这样对节能降耗、提高泵的效率都大有好处。而且，老式填料密封过大的摩擦，不仅容易使填料发热烧毁，并且会造成泵的振动，降低轴承的使用寿命，所以老式填料密封改机械密封是节能降耗、提高设备可靠性的必由之路。随着机械密封制造、加工工艺的提高，设计的不断完善，安装方法的日益方便，其已在越来越广泛的范围内得以应用［11-13］。

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Due to large mechanical loss of packing seal，it is better to use mechanical seal instead of packing seal in order to save energy.Via improvement of the stuffing box and sleeve，selection of sealing surface，adjustment of the amount of compression for mechanical seal it was available to change the packing seal into mechanical seal for feed water pump.After transformation，the effect is significant with effective saving of energy and improved efficiency of the pump.

给水泵；填料；机械密封；改造

Feed Water Pump；Packing；MechanicalSeal；Transformation

TH113；TB42

B

1672-0555（2016）02-058-03

2016年1月

李猛（1983—），男，工程硕士，主要从事水泵设计、制造工作