循环水泵填料密封技术改造及选用方法优化

某公司热电厂1号循环水泵型号为32SH-19A，功率58kW，流量5000m³/h，扬程26m，转速740r/min，工作介质为循环水（常温清水）。该泵担负着全厂机组凝汽器循环冷却水的输送任务，停泵会直接影响机组凝汽器的真空。该泵自投运以来一直存在轴填料密封的泄漏问题。原设计填料密封是一种冷却水外泄密封，冷却水泄漏增大及填料压紧力增大使泵能耗增加。更重要的是，当泄漏量增大时，因设计不足水流易冲进泵的轴瓦箱体内，导致润滑油迅速乳化失效，多次出现烧坏轴瓦现象，有时两到三个月即需要将泵解体更换填料，因此对1号循环水泵进行了轴封改造。原密封结构为编织石棉填料密封，同时采用泵出口自冷却辅助密封。

1.旧密封的机理及存在问题

循环水泵出厂时采用填料密封的机理是在泵轴的密封室里装入填料。填料与轴套之间，以及填料与填料室内壁接触面之间有一个环状微小间隙，填料在填料室内由于受轴向预紧力作用而变形，使每个填料圈产生大小不等的径向压力从而填充环状间隙。由沿程阻力阻止介质泄漏。

编织石棉填料及后来采用的碳纤维编织填料弹力较差，对轴套不规则磨损严重，因此很短时间内即会发生较大泄漏。调整填料预紧力后轴套磨损很快进一步加剧，必须更换填料及轴套；同时填料对轴套径向压力过大时，填料与轴套摩擦力增加，功率损耗随之增大，达到轴功率的10%～15%；泄漏大时水流冲进轴瓦箱体内，发生烧坏轴瓦现象。而更换水封环里侧三圈填料及轴套时要解体水泵，工作量极大。

2.改造后新密封的结构与适用性

（1）结构与机理 1号循环水泵的改造，在现有密封室内拆除了原有填料、水封环及辅助密封自冷却水管。密封腔内、外两端各加了两圈弹性较好、摩擦系数小的芳纶碳纤维编织填料，以保证整体填料的轴向弹性恢复力；中间加入了CMS2000型层状剪切式填料，原密封腔冷却水接头处用手动压力泵注满层状剪切式填料，适当调整预紧力。

CMS2000型填料密封的机理；填满密封室内空隙，且与轴接触的这部分会粘住轴套的外表面。其线性纤维与轴或轴套一起旋转，形成一转动的填料层。当粘在填料室内壁的填料静止不动时，转动层与不动层之间有一摩擦层。摩擦层填料因有石墨和短纤维，之间形成轻微摩擦，而且近似于迷宫密封，阻止介质向外泄漏，其密封结构如图3-30所示。

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图3-30 密封结构

（2）适用性 当停泵时，泵轴静止不动，与介质接触的内圈填料在液体压力的作用下，压缩CMS2000填料，由于填料自身的塑性及黏性将摩擦层的迷宫间隙堵住，阻止介质向外泄漏。CMS2000填料密封在摩擦层中以石墨作为润滑剂，故消耗轴功率仅为2%～3%。层状剪式密封填料是依据介质特性、介质温度及密封处轴或轴套表面的线速度来选用的。以32SH-19A泵为例，其密封处轴套表面线速度为

CMS2000型填料适用于填料线速度小于等于8m/s的情况。

3.经济性分析

因CMS2000密封轴功率损耗较小，年节省电耗1万多元。3年内只需加注约1/3新填料，且泵不用解体，大大减少了检修工作量及材料消耗，平均每年可节约人工及备用材料费（含轴瓦）约0.4万元；且循环水泵安稳运行，对机组发电产生的间接效益很大。