水泵作为一种转动机械, 泵轴与泵壳之间必然留有间隙, 为了防止液体流出泵外或空气漏入泵内 (入口为真空情况) , 一般在轴与泵壳之间设有轴密封装置, 通常有填料密封、机械密封等。
马钢第二能源总厂浮船泵站设计形式为水上式取水泵站, 取水工艺如下图1所示, 其主要是将长江源水提升至净水站区进行处理, 作为一级泵站进行供水。水泵采用的是上海凯士比生产的离心式水泵, 其性能参数见表1。
刚投产时水泵最大流量能到达到5200 m3/h以上, 运行一年后四台水泵先后出现流量下降无法达到额定流量的现象, 主要原因是填料处进气严重, 导致机组吸水性能下降, 对填料漏气进行处理时, 一般采用压紧压盖或者更换盘根, 这种方法起初能起到一定作用, 但运行一个班次后问题又会出现, 严重时正常流量只能维持一两个小时, 严重影响到生产的安全稳定。
水泵设计运行时, 采用的是利用自身提升水作为填料的冷却水, 由于水中含有较多的泥沙等杂质, 导致杂质附着在填料或泵轴套上, 随着泵轴高速运转和泵的运行时间增长, 造成填料、泵轴套磨损严重, 尤其是泵轴套与填料的接触面逐渐出现深浅不等沟状凹槽现象, 即使更换新的填料, 由于泵轴套的磨损, 填料与泵轴套、填料盒的缝隙也较大, 导致密封效果不好, 进气量较大, 使水泵吸水性能下降。
水泵填料盒上在设计时有一圆形平衡孔, 如下图1所示, 这种结构的离心泵主要使用在自灌式排气方式上, 即汲水水面高度高于水泵排气管水平中心, 由于进入填料盒的水量、水压相对较大, 为避免外填料处大量滴水, 通过平衡孔散发出部分水量, 而浮船泵站水泵采用的是水上式抽真空的方式进行水力提升, 填料冷却水水管管径只有6 mm, 进入到填料中的水量很少, 同时由于叶轮进口区为低压区, 冷却水经水封环后全部流到泵内, 造成外填料只有少量水或无水对其润滑冷却, 使填料与泵轴套磨损严重, 导致随着运行时间增加, 泵轴套磨损严重, 填料与泵轴套的缝隙增加, 进气严重, 使吸水性能下降。
由于水泵提升水中泥沙等悬浮物杂质浓度高, 对填料和泵轴套影响大, 改用工业净水作为填料冷却水, 将原来的冷却水作为备用冷却水, 从而大大降低了水中的悬浮物, 使填料和泵轴套的运行环境得到了改善, 降低了其对填料、泵轴套的磨损, 提高其密封精度, 减少外部空气的进入。
由于水泵原填料冷却水管径较小, 水量相对较少, 导致很少有水能到达外填料部位, 将冷却水水管管径由6 mm增加到15 mm, 这样大大增加了冷却水量, 使外填料处冷却水水量充足, 不致使填料与泵轴套发生“干磨”现象。
由于平衡孔主要适用于汲水水面高度高于水泵排气管的水泵, 对填料盒的平衡孔进行了封堵, 从而防止大量冷却水从平衡孔跑出对填料造成的影响。
通过以上措施, 水泵的出水性能得到了稳定, 填料更换周期基本在半年以上 (表2为2011年1~10月与2012年1~10月机组填料更换对照表) , 同时泵轴套的磨损不明显, 生产的安全性得到了极大的提高。
(1) 填料密封是水泵密封的重要形式, 密封程度的好坏直接影响到泵的性能, 在使用冷却水时, 尽量避免使用含有较多杂质的水源作为冷却水, 减少其对填料、泵轴套的磨损。
(2) 水泵的结构形式适用于不同的场所, 在选用时, 一定要弄清其特点, 尤其是与同类型的泵, 其结构的不同点及其功能, 这样才能更好的发挥其性能。
摘要：填料密封是水泵密封的一种形式, 填料在运行过程中需对其进行冷却润滑, 冷却水的水量和水质直接关系到填料的密封性能, 对水泵的性能造成重要影响。
关键词：水泵,填料,冷却水
[1] 祁雪来, 乔矿生.变频调速技术在水泵和风机应用中的节能分析[J].河北煤炭, 2010 (3) :34.
[2] 赵臻伟, 王旭东, 张玉军.传统填料冷却塔的节能改造[J].设备管理与维修:节能与环保.2007, 8.
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