吸收塔侧进式搅拌器机械密封故障简析及处理

宾裕昌

（粤泷发电有限责任公司 广东罗定 527200）

吸收塔侧进式搅拌器机械密封故障简析及处理

宾裕昌

（粤泷发电有限责任公司 广东罗定 527200）

人类对化石原料——煤的使用，是造成大气环境污染的主要源头。其中，SOx、NOx等酸性气体的超环境容量排放，成为大气环境破坏的重量级杀手。火力发电厂脱硫设备就是把烟气中的SO2酸性气体吸收处理，让排放至天空的烟气干净、环保。搅拌器是火力发电厂脱硫系统中较为重要设备之一，它直接影响到脱硫效率、品质，且可提高运行可靠性。吸收塔侧进式搅拌器主要是作用是不停搅拌吸收塔内的石膏-石灰石浆液，防止浆液塔内沉淀凝固，保证浆液在浆池内与空气中氧气充分氧化。在作氧气作用下把不稳定的CaSO3转化为结构稳定的CaSO4。如果CaSO3氧化不充分，在一定条件下会分解释放出有毒的SO2而CaSO4则不会。CaSO4含量低也会造成石膏品质差，不符合市场要求。

侧进式搅拌器；AEB系列机械密封；锁紧环

1 引言

我公司即粤泷发电有限责任公司2008年年底第一期脱硫设备正式投入运行。吸收塔采用上海莱宁（LIGHTNIN）侧进式搅拌器，型号为1VSF18.5，转速 194rpm，功率 18.5kW。安装与水平向上倾 10°±0.5°，共四台。其搅拌器配套的机械密封为AEB系列，轴径为60mm。

2 设备概况

吸收塔四台侧进式搅拌器配套的机械密封从2008年投产至2014年运行状况均不理想，主要是机械密封频频泄漏浆液。从投产至2014年年底因机械密封泄漏浆液而更换次数统计如下：#1搅拌器更换机械密封6次；#2搅拌器更换机械密封10次、#3搅拌器更机械密封8次、#4搅拌器更换机械密封14次。四台搅拌器器共更换机械密封28次，5年内平均每年更换机械密封五点六次，即每个季度更换一次以上。2009年因设备尚在保质期内，更换的四个机械密封均是由上海莱宁（LIGHTNIN）公司技术人员指导且更换产品都是美国原装机械密封（见图1）。

图1

因考虑我公司经营困难及国产的机械密封质量已有大幅度提高，故后来购买的AEB系列机械密封均为国产化。但从更换频率来看，无论是进口机械密封还是国产机械密封，其使用期限均难以达到保质期（机械密封保质期通常一年以上），既耗费了我们大量的人力财力也影响生产。这机械密封事情非常值得我们思考，是安装问题还是机械密封质量问题抑或是工况问题？

3 机械密封损坏漏浆分析

3.1 工况问题

我公司的吸收塔工况主要参数：液位控制在7.5～8.5m，通常8.0m以下；石灰石颗粒小于44μm，325目过筛率90%以上；pH值控制在5.7～6.2之间。石灰石颗粒及pH值与300MW机组一样，可我公司吸收塔液位与300MW的吸收塔9.5～11m低1m多。故工况问题不是机械密封泄漏的主要原因。

3.2 安装问题

更换安装机械密封，上海莱宁（LIGHTNIN）公司技术人员多次前来现场指导，每次更换均按照厂家技术人员指导的工序进行。我们也经历了多年亲自动手更换机械密封的磨练，对更换机械密封工作可以说是已是熟能生巧。所以安装问题不是主要问题。

3.3 质量问题

我们首先了解AEB系列机械密封的结构（见图2）。

图2

此AEB系列机械密封为单端面集装式带内置式双列调心滚柱轴承、静环补偿为内置式多弹簧（共12个弹簧）、不与介质接触。密封面主要有三个：①动密封环与转轴之间的径向密封，亦称旋转密封，是动静环之间的密封；②静密封环机构与机械密封安装机构的密封，是静密封，通常用O型圈密封；③动密封环与转轴之间的轴向密封，也是静密封，常用O型圈密封。

从三个密封面分析：

（1）静密封环机构与机械密封安装机构的密封是静密封，设计有两个O型圈密封、有6个M16的不锈钢螺栓固定。主要O型圈合适、机械密封固定螺栓均匀上紧，平时安装机械密封通常加以黄油辅助。故此密封面漏浆的机率是几乎可以忽略不计。

（2）动密封环与转轴之间的轴向密封，设计有两个耐腐蚀O型圈。如果O型圈与轴的接触机紧力不够，浆液就会通过转轴慢慢向外渗漏。造成其紧力不够的原因主要有两个：①O型圈磨损或过小；②转轴磨损。故安装此机械密封一定要测量转轴的磨损情况。如果转轴磨损超过0.2mm，需要更换橡胶直径略大的O型圈或对转轴进行喷涂修复。如果转轴磨损达到0.5mm，那必须对转轴进行修复或更换。从设备设计可以知道动环与转轴是同步旋转，故转轴的磨损机率也是甚微。2015年我们曾对更换机械密封较频繁的#2、4搅拌器轩轴测量#2转轴直径为59.3mm、#4转轴直径为59.2mm。2015年#2、4搅拌器从机械密封冷却水回水管回水已偶有浑浊现象，下次更换机械密封对动环内O型圈需要更换略大的了。从现象及运行时间表明此密封面不是造成机械密封漏浆的主要原因。

（3）动密封环与静密封环之间的径向密封，是动密封，当然也是机械密封的重要技术部位，也是最为容易酿成浆液泄漏的重要部位。动静环的密封要求接触面完好光滑、耐磨且一定的紧力。

故机械密封缺陷的重点放在第三点上即动静环上。动静环缺陷主要有以下四点：动静环破损；动静环工作时间长磨损过量；动静环接触面不平面如存在张口；动静环接触面紧力不够。从更换下来的28个机械密封统计只有7个是机械密封的动静环破损，比例是25%，这还包括可能因拆除时欠谨慎造成的可能。从更换的频率来看工作时间长是不成立的；动静环接触面不平或存在张口，安装机械密封前均经过认真检查合格后再进行更换工作且如有此张口现象一开始就会出现泄漏了。所以造成机械密封泄漏的最大原因是动静环密封面紧力不够。而造成动静环密封面紧力不够的原因主要有两点：①弹簧内有杂物；②动环移位。AEB系列机械密封设计内置式弹簧，不与浆液接触，所以杂物难以进入弹簧腔内。剩下的就是动环移位。动环移位说白的就是锁紧环锁得不够紧，在运行中受到弹簧力、向下重力的作用及运行振动慢慢发生向下移动、动静环接触面松懈而出现浆液泄漏。搅拌器支撑座由来活动的已改为用水泥混凝土固定，振动已缩小到标准范围。机械密封锁紧环我们曾与厂家技术沟通无论是径向或轴向锁紧均进行偿试可运行一段时间后还是出现移位现象；后来我们又在锁紧环内壁上附上厚度0.2～5mm的不锈钢片，加强锁紧力度，运行时间略为长些，但仍然难达到正常运行一年以上。

经过上述方法还是没法达到理想要求后，我发现上海莱宁（LIGHTNIN）侧进式搅拌器转轴安装机械密封位置直径为60mm而安装靠外侧的转轴直径为58mm。于是我设想在转轴上加装一个装置用以辅助机械密封锁紧环。合理化建议很快得到上级认可。绘图加工辅助锁紧装置名称定为拉紧装置，安装机械密封后用螺栓把拉紧装置与锁紧环紧紧连在一起（如图3）。自从加装拉紧装置后从2015年03月份至2016年10月份至四台搅拌器只更换一个机械密封。

图3

4 结论

通过分析和实践得出AEB系列机械密封造成浆液泄漏的最大问题是配套锁紧环难以彻底锁紧、导致动环移位酿成不良后果。加装拉紧装置后动环已无法再度移位了，如果再次出现浆液泄漏很可能是弹簧问题或是动静环损坏。自从加装拉紧装置后更换机械密封次从原来每年五点六次降低至每年更换一次。按AEB系列60mm国产机械密封每个2.5万估算，一年可节约十万元以上。加装拉电装置也可以对其他系列的机械密封改进作为参照，尤其是侧进式搅拌器的机械密封。

TM621.9

A

1004-7344（2016）32-0248-02

2016-11-2

宾裕昌（1970-），男，工程师，大专，主要从事锅炉燃料脱硫设备的机械维护工作。