摘要：机械制作水平的高低往往决定了一个国家工业制造综合实力。作为液体输送或增压的重要设备，水泵在建筑建设、工业生产等方面有着非常广泛的运用，所以水泵维修工作就显得非常重要。在发电厂的设备中，各种水泵占据了相当大的比重。它们中最主要的大型水泵有给水泵、凝结水泵等，它们的长期安全稳定运行，对整个机组的安全生产影响很大。水泵零部件中，机械密封装置是极其重要的装备。现阶段，随着日渐成熟的机械密封技术，将其应用于水泵维修技术中，能使水泵泄漏问题得到有效解决。不仅使水泵的使用寿命延长，还使水泵运行质量和机械生产系统运行效率不断提高，从而实现节能减排的目标。在发电厂中运用机械密封，节约水电资源的效果比较明显，其节能和密封效果也会更好。

关键词：发电厂；水泵；机械密封技术

近年来由于机械密封的广泛使用，使得许多泵类生产厂家已基本完成了升级改造，更新出以机械密封为主的新一代泵类产品。机械密封在泵类产品中被广泛应用，而随着节约能源的要求和产品技术水平的提高，机械密封的应用将更加广泛。机械密封装置运行时不能长时间无冷却水运行。水泵自动装置会结合系统内部实际需求控制开关阀门，因此大幅度的削弱了装置的使用寿命。在此过程中，密封面也会产生较大的磨损，水泵的机械密封装置时常会产生泄漏的概率。机械密封失效将会给企业带来无法估量的经济损失，同时也会危害工作人员参与施工的安全性。而高压水泵机械密封装置的不合理使用，对企业生产来说像一颗定时炸弹，不利于企业的健康发展。对此情况，需要将机械密封装置，进行优化升级，提升装置的使用年限，为设备的长远运行奠定基础。

一、机械密封概述

机械密封有动环和静环两个密封元件，这两个元件共同垂直于同一平直且无凸起或者是凹坑的光滑轴表面上，动环和静环互相贴合并且在设备运行过程中进行相对的转动进而达到密封的效果。该技术也被称为端面密封。机械密封装置除了关键的密封元件外，还包括螺钉、密封圈、防转销、间隔套、螺栓、弹簧、后铲板以及弹簧座等构件。当将机械密封技术应用于发电厂水泵中时，在设备的运行过程中，水流所产生的压力以及弹簧弹力所产生的机械外力会共同作用于机械密封装置的动静环的接触面上，此时，压紧力产生，端面会更加紧密地贴合在一起，并进行相对的滑动。机械密封装置密封元件的接触端面上会设置一层厚度非常薄的液体膜，其作用是避免液体泄漏导致的相对转动失效。接触面上的液体膜同时具备静、动两种不同形式的压力，具有润滑和密封的双重作用。发电厂所使用的输送悬浮物在 30mg/L 以下的水泵均可以使用机械密封技术，且可以满足发电厂大多数水泵的运行工况。

二、机械密封的构成和原理

机械密封结构主要是由动、静环两个元件组成，在同一个光滑轴表面上互相作用。通过相互贴合，动环和静环通过彼此的相互转动，而使密封效果达到最佳。除了关键的密封元件之外，机械密封装置还涵盖了各种构件，如螺钉、密封圈、防转销等等。而将机械密封技术广泛普及和运用于发电厂水泵中，在设备的运行过程中，因为动静环面的接触，水流在共同作用下，会有压力和机械外力产生。会紧密贴合端面，并进行相对的滑动。通常情况下，在密封元件的接触端面所设置的机械密封装置，其液体膜往往非常薄。其主要功能是避免液体泄漏而导致转动困难。而在接触面上的液体膜又往往具有润滑和密封双重作用，有着两种不同的形式，既静、动。在发电厂中水泵运用机械密封技术，能最大化地满足水泵的运行。概括讲，机械密封作为一种密封技术，着重应用于两个方面，既密封弹性元件的预紧和压紧，其主要发挥的作用，是能很好地解决机体与旋转轴之间的密封问题。由于静环和动环端面存在间隙，因此存在泄漏的可能。机械密封是否有优良的性能，对其运行效率既工作有效性产生了直接的影响。

三、机械密封优点

机械密封技术和传统的填料密封技术相比较，主要有以下几个方面的突出优势：一是密封具有非常高的可靠性，机械密封能做到无泄漏，使密封效果达到最佳。通过密切监视械密封技术的水泵的运行状态，并进行统计分析，能够看出，水泵的运行状态比较平稳，具有相对较小的泄漏量和泄漏率。相比于填料密封技术，泄漏的发生概率仅为1/10，同时能做到清洁无死角，对于水泵的日常维护管理非常有利，能够使清洁的有效性进一步提高。从这一点能够看出，运用机械密封，是有效落实发电系统节能减排的根本性要求，能提高现代发电业生产效率。二是从长远分析，机械密封装置的使用寿命比较长，能最大限度地降低泵轴的磨损程度，进而延长水泵的使用寿命。在使用过程中，通过制定科学的设计方案，对不同介质的摩擦负荷比压进行正确选择，可进一步提高机械密封的使用期限。通常有2～5年的使用期限，和填料密封相比，往往具有更高的性价比。三是摩擦损耗低。因为有液体膜存在于静环和动环接触面，在运行过程中，轴及轴套不会产生磨损。无论是摩擦功耗还是摩擦系数，都能最大化的降低。相比于填料密封，机械密封能够达到传统技术摩擦功率的1/10，能够使发电厂的节能效益大幅提升。因为降低了摩擦功率损耗，由此极大地节约了成本。将其应用于水泵维修技术中，能使水泵泄漏问题得到有效解决。不仅使水泵的使用寿命延长，还使水泵运行质量和机械生产系统运行效率不断提高，能够实现节能减排的目标。四是具有较长的维修周期。机械密封装置因为具有较小的磨损，所以降低了日常检修和维护的难度，并有效缩短了日常维护的成本，另外，还能对发电的稳定性和可靠性提供保障。五是有着非常广泛的适用范围，可运用于不同的压力、温度和传输介质中；机械密封因为有着出色的磨损性和抗震性，因此有着非常广泛的适用范围。当水泵运行造成旋转轴或者是密封腔出现振动倾斜时，密封装置振动变化并不显著，该技术的温度范围比较关阔，可以运用于发电厂各种水温、真空、高压、腐蚀介较高的水泵中。

四、发电厂水泵机械密封的注意事项

1、关注水泵机械密封细节。发电厂在进行机械密封实施时，需要对密封装置、密封技术进行充分的考虑，并结合水泵的运行条件、运行要求以及工作环境等问题，进行合理的技术方案设计和操作。首先，是技术人员的密封技术操作，由于发电厂水泵机械密封的安装和拆卸都具有较高的技术水平和精度要求，因而发电厂要选择专业技术能力出色且职业责任感较强的技术人员进行机械密封操作。采用机械密封技术的水泵在运行过程中也可能出现各类的故障，检修技术人员在进行故障排查和处理时，在明确机械密封装置各构件影响的基础上也要思考水泵的其他零部件对密封效果的影响，采取合理措施提高机械密封的效能。在发电厂较为关键的水泵设备进行机械密封安装时，施工过程中采取合理的保护措施，提高密封质量的同时尽量避免密封故障或相关安全事故的出现。技术人员在进行水泵产品的选择时，要综合考虑各零部件之间的关系以及供水系统的运行特点，尽量为机械密封创设更合适的外部条件。最后要提高对于机械密封辅助系统的重视程度，结合水泵密封的需要设计合理的辅助系统促进机械密封实效性的提高。

2、避免机械密封检修的误区。为了确保发电系统的稳定性，要加强水泵机械密封的日常检修，但是技术人员在实际的检修工作中要注意细节，避免检修误区造成的检修效能低下。需要注意以下几点：一是弹簧压缩量与机械密封效果并不是正相关，压缩量过大并不会使密封效果提升，反而可能导致摩擦磨损的增大，进而导致设备的损毁，除此之外，过度的压缩还可能致使弹簧调节能力的失效，进而导致密封效能的缺失；二是动环密封环并不适宜过紧，当密封环过紧时，可能造成轴套与密封圈磨损的加剧、移动阻力的增强、密封装置弹簧的疲劳以及密封圈的变形，因而要合理设置动环与密封圈的紧度；三是静环的密封圈也不宜过度紧，由于该密封元件在水泵运行过程中长期处于静止状态因而可以适当进行锁紧，但是，要避免过紧导致的安装拆卸困难、元件变形和密封元件破碎损坏；四是叶轮锁母紧度要适当，并不是所有的轴间泄漏问题都是由于叶轮的锁母不够紧，在实际的水泵机械密封中，如果锁母过紧反而会导致轴间垫的故障；五是不要以元件更换作为常规维修措施，也尽量少进行拆修，并不是所有的元件更换都会取得预期效果，因而机械密封装置要保证较高的适配性，如果不得不进行零部件的更换，必须确保零件与原装置误差合理。

五、发电厂水泵机械密封技术的应用

1、选择合适的轴套。为避免水泵使用期间出现泄漏现象，技术人员在管理过程中需要选择合适的轴套，保证水泵长期处于高效运行状态。如果轴套长度不一致、内径不一致，技术人员需要改变内径，而且还要保证其他轴套与原轴套保持一致状态。完成以上轴套维修工作，可在一定程度上减少泵泄漏的可能性，控制水泵后期维修的工作量。若轴套的长度和内径不一致，而且与原机械密封存在较大差异时，现场维修人员可以选用最接近原机械密封设备的尺寸维修设备。虽然这种方法可以提高泵在运行过程中的密封性能，但也会导致连接增加，增加密封工作量。

2、核算机封端面比压。对企业高压水泵工作的实际工作效率进行提升，首先，需要优化升级内部构造，这就意味着，企业需要重点关注设备的日常工作运行内容，对生产设备的厂家进行了解，及时沟通洽谈，寻找最佳的合作方，以此获取最大的经济效益。经过实际走访，我们可以得出理想端面比压。量大的时候工作期间摩擦力也会随之发生变化，因而提升了磨损的消耗量。因此，发电厂需要与生产厂家进行协商，降低设备中弹簧数量，结合实际需求，从设备中减少弹簧，确保不对设备产生影响。结合数据我们得出一些结论，降低四个弹簧数量，会能大幅度削弱摩擦时产生的阻力因素。

3、机磨损导致的泄漏问题处理。基于实践分析可知，磨损导致的泄漏在水泵机械密封故障中比较常见，此类故障的解决，首先要明确造成磨损的具体原因。如果是水泵机械密封存在着磨损故障，运行过程中会有异常的声响，基于此种情况可以判断故障：①封口处润滑液不足。润滑液的主要作用是润滑，如果存在异常声响，可能出现了润滑不足、机械部位直接接触导致磨损。可以通过增加冲洗管线和扩大管径来解决；②动静环面粗糙导致的泄漏。动静环面在水泵正常运行状态下应该是光滑的，但在其表面受到磨损时其会出现粗糙的情况，导致密封效果下降，进而引发泄漏问题。解决问题的关键是提升端面光滑度。如果在故障分析中发现摩擦副搭配不当的情况，需要及时更换摩擦副。简单来讲，磨损导致的泄漏在水泵机械密封实际应用中比较常见，分析导致磨损的具体原因并及时处理，以保证机械密封应用效果。

4、高温水泵的机械密封。密封端面摩擦产热，当热量得不到有效散除时，密封面将会发生液膜沸腾现象。这一汽化现象的判断可通过密封环发音判断，或者间歇振荡冒汽判断。液体发生汽化，将会导致密封面倾斜，与碳石墨环形成外缘切边。动环也会因为液膜转移成蒸汽状态而在硬密封面上出现热裂。一旦两个密封面分开，密封面之间将会被冷却器液体充满，进而合拢。为了避免此类现象的发生，应该对被密封产品进行校核，看是否满足需要。另外，采用窄密封面也是解决此类问题的重要手段，还有确保循环线无堵塞，有足够的循环液量。

5、改进机械密封面的构造。经过长时间进行此类操作，机械设备实际冷却耗时量大，而且达到局部冷却的效果。因此，对设备进行优化升级的重要方式，就是将过去单一的顶部进水方式向双向进水的方式进行转变，不但对工作效率进行提质升级，还可以大幅度削弱机械密封面由于压力大而产生的磨损概率，大幅度对延长了机械设备的使用年限。

6、压力产生的泄露。真空状态运行下造成的泄露。当水泵启动或停机时，受泵进口被堵塞、抽送介质混入气体等情况的影响，导致密封腔内发生负压情况，此时在负压作用下密封腔内密封端面将发生干摩擦，从而导致机械密封失效。可以说过量摩擦是导致密封失效的重要因素之一。针对这种情况处理方案是：机械密封可选用双端面，以起到改善润滑条件的作用，进而使得机械密封的密封性得到提升。此外还应严格控制好耐磨材料，可选择耐干磨、机械强度高、耐高温、变形能力强的材料。高温和高压造成的泄露。当所设计弹簧的比压或总比压过大、或是当密封腔内压力值超过 3MPa 时，会导致端面的比压较大，此时在端面间就无法形成具有流体动力压和静压力的液体膜，导致端面发生干磨损或半干磨损，从而产生大量热量，在摩擦作用下瞬间烧毁摩擦副，令水泵机械密封端面因高温而产生严重变形，密封失效出现渗漏。同时，当弹簧的比压过大时该构件易出现疲劳，自身调节能力丧失，过早失去弹性，当比压过小时又无法起到应有的密封效果。针对高温和高压造成的密封故障解决方案为：在水泵机械密封安装时，必须严格参照规定数值设定弹簧压缩量，通常误差不超过±2.00mm，压缩量过大和过小都可能引发故障。在高压环境下，为确保机械密封端面更加合理，尽量避免变形情况发生，可选用陶瓷等耐压强度较高的材料，也可选用硬质合金，同时要加强冷却处理，做好润滑措施，选择与之相适应的传动方式。

7、关注水泵机械密封细节。发电厂进行机械密封实施时，需要对密封装置、密封技术进行充分的考虑，并结合水泵的运行条件、运行要求以及工作环境等问题，进行合理的技术方案设计和操作。首先，是技术人员的密封技术操作，由于发电厂水泵机械密封的安装和拆卸都具有较高的技术水平和精度要求，因而发电厂要选择专业技术能力出色且职业责任感较强的技术人员进行机械密封操作。采用机械密封技术的水泵在运行过程中也可能出现各类的故障，检修技术人员在进行故障排查和处理时，在明确机械密封装置各构件影响的基础上也要思考水泵的其他零部件对密封效果的影响，采取合理措施提高机械密封的效能。

综上所述，机械密封技术可以显著改善发电厂水泵的密封效果，同时促进发电系统运行能耗降低目标的实现，在实际的机械密封实施过程中，要加强装置的选择和技术方案的设计，技术人员要不断提高自身的专业能力，了解常见机械密封故障的处理策略，注意机械密封安装拆卸和日常运行维护的细节操作。因此，选用合适的机械密封，减少设备震动，及时检查泄漏点，避免压力、温度突然变化，能大大提高机械密封的可靠性，使水泵能够更加安全稳定运行。

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