案例研究：解决立式安装冷却水泵的密封问题（三）

在本系列的前两篇文章中，讨论了有些不寻常的立式安装的双吸水平中开泵的密封泄漏问题。East Kentucky发电厂特定发电机组的所有三台泵的两侧（内侧和外侧），都泄漏了多年。

前面的文章介绍了PREMS-2A数据采集系统的应用，以启动故障排除过程，并评估运行【与最佳效率点（BEP）接近程度】、振动（可能对密封产生的锤击影响）和类似因素的影响。

已确定泵在令人满意的BEP附近运行，并且对振动的持续监测（包括频谱分析）没有发现任何问题。

在下次大修期间拆除泵的过程中，接下来将评估对中和接管载荷以及密封组件细节的影响。本文介绍了泵从系统中拆除和解体检查的一些发现。

1）轴上没有径向跳动问题（在将转子从壳体上拆下之前）。在联轴器端、驱动端（DE）轴承和密封之间以及非驱动端（NDE）轴承与密封之间进行检查。

2）轴的轴向端部间隙基本上为零。

3）叶轮无明显跳动。

4）耐磨环有轻微磨损，直径间隙约为 0.010 英寸。

5）叶轮的两侧都有一些汽蚀损坏（使用了大约七年），尽管NDE侧的损坏明显大于DE侧，这表明吸入管道中可能存在不均匀的流动。

在检查密封（John Crane 1 型单弹簧）后，进行了几次观察。

主密封面没有向前移动，似乎粘在轴的弹性体上。密封旋转件无法轻易从轴上拆下，需要用锤子和凿子在波纹管弹性体上使用润滑剂敲击（才能拆除）。

在初始安装过程中，NDE侧密封旋转件明显受损 - 波纹管出现滚动，导致密封面与静止面明显不平行。DE 侧密封则没有这种问题。

密封波纹管与轴之间的干涉为0.020英寸，因此无法手动安装密封旋转件（即使使用润滑剂），这与使用说明书和期望背道而驰。

这种干扰似乎很严重，并引发了问题：密封是否制造错误？轴的尺寸是否过大，是否不正确？密封弹性体-波纹管在使用过程中是否膨胀？

另一个观察结果是，密封结构是软的（动环）与硬的（静环）配合。此外，没有排气装置，这意味着顶部密封处的空气积聚可能是一个问题。

行动项包括：

1）验证弹性体和轴之间的正确配合，并确定过度干涉的原因。

2）提供适当的排气，以消除启动过程中密封区域的气囊。

3）使用硬对硬的密封面配置，以抵抗任何可能随冷却水进入的颗粒。

4）对泵进行改造，并监测其性能。

在本系列的前两篇文章中，收到了读者的意见，在此想分享一些关于密封类似问题的信息，Lawrence Leising是纽约Amherst镇工程部污水处理部门的维护主管。

“在您最近的文章 - 案例研究（第 1 部分）中，您提到了立式安装泵。我们的水平中开泵（带有机械密封）同样采取了立式安装，也遇到了密封寿命短的问题，我想分享一下我们对此问题的解决方案。

“在我们的立式安装泵中，在泵壳体上有一只排气阀，在卧式改立式安装后，同样用于泵启动后打开以释放空气。另外，所述密封还有一个排气口，其中安装了排气阀。它们也是冲洗/排气单密封（应该类似于KSB公司Omega泵结构，如下图所示- 泵沙龙注）。通常，密封排气口将用于在启动前对密封进行排气。

“我们的冲洗水夹带了空气，被泵送的液体也夹带了空气。由于密封位于泵的湿端高点，这是空气聚集的地方 - 冲洗水无法将其排出。”

 “有一天，我碰巧在工厂里查看热水加热系统，注意到安装了高排气口来释放空气。这给了我一个想法，因为高排气口不断释放空气，它可能非常适合泵密封。我们将排气阀连接到高于密封的泵架上。软管将密封排气口连接到阀门上。该阀门使用内部浮子和针形阀。任何滞留的空气都会自动释放，保持密封室内始终充满冲洗水”。

 “自从进行了这项改造以来，我们的密封故障问题已经大大减少。针形阀保持干燥和清洁，因为浮子可以防止水到达该点。我们使用的是Chesterton 442密封，排气阀是由ITT制造的。Chesterton现场代表拜访了我们，他对我们的解决方案感到惊讶。”

1）L. Nelik, Pumps & Systems, July, August, September, October 2015, “Efficiency Monitoring Saves Plants Millions” – in four parts

2）PREMS-2A Pumps On-Line Efficiency and Reliability Monitoring: http: // www. pumping-machinery. com / pump_school /PVA/pva.htm (model #11)

3）L. Nelik, “Analysis of the Thermal Behavior in the Sealing Cavity of an Overhung API Process Pump,” Proceedings of 8th International Pump Symposium, Texas A&M, March 3-5, 1991

作者简介

Nelik博士（又名“泵博士”）是Pumping Machinery LLC的总裁，这是一家总部位于亚特兰大的公司，专门从事泵咨询、培训、设备故障排除和泵维修。Nelik博士在泵和泵送设备方面拥有30年的经验。

Barry T.Brown拥有Iowa State University of Science and Technology机械工程学士学位和Northwest Missouri State University历史与地理学士学位。他是East Kentucky电力合作社的高级工厂工程师，担任冷凝器、冷却塔、空气加热器和泵的系统专家。他从事燃煤发电和工程已有15年。