案例研究:解決立式安裝冷卻水泵的密封問題(三)
案例研究:解決立式安裝冷卻水泵的密封問題(三)
KSB公司Omega泵
上接:案例研究:解決立式安裝冷卻水泵的密封問題(二)。
編者按
East Kentucky電力合作社第二單元Spurlock電站的Barry T. Brown為本專欄做出了貢獻。
前言
在本系列的前兩篇文章中,討論了有些不尋常的立式安裝的雙吸水平中開泵的密封泄漏問題。East Kentucky發電廠特定發電機組的所有三臺泵的兩側(內側和外側),都泄漏了多年。
前面的文章介紹了PREMS-2A數據采集系統的應用,以啟動故障排除過程,并評估運行【與最佳效率點(BEP)接近程度】、振動(可能對密封產生的錘擊影響)和類似因素的影響。
已確定泵在令人滿意的BEP附近運行,并且對振動的持續監測(包括頻譜分析)沒有發現任何問題。
在下次大修期間拆除泵的過程中,接下來將評估對中和接管載荷以及密封組件細節的影響。本文介紹了泵從系統中拆除和解體檢查的一些發現。
圖1(上)和圖2(下):千分表的移動不超過0.005英寸,這是令人滿意的,并證實彈性接頭可以防止施加額外的接管載荷和泵殼體的扭曲變形(圖片由作者提供)
在拆除管道螺栓期間,泵法蘭處安裝了千分表,未發現明顯移動。泵的檢查顯示:
1)軸上沒有徑向跳動問題(在將轉子從殼體上拆下之前)。在聯軸器端、驅動端(DE)軸承和密封之間以及非驅動端(NDE)軸承與密封之間進行檢查。
2)軸的軸向端部間隙基本上為零。
3)葉輪無明顯跳動。
4)耐磨環有輕微磨損,直徑間隙約為 0.010 英寸。
5)葉輪的兩側都有一些汽蝕損壞(使用了大約七年),盡管NDE側的損壞明顯大于DE側,這表明吸入管道中可能存在不均勻的流動。
在檢查密封(John Crane 1 型單彈簧)后,進行了幾次觀察。
主密封面沒有向前移動,似乎粘在軸的彈性體上。密封旋轉件無法輕易從軸上拆下,需要用錘子和鑿子在波紋管彈性體上使用潤滑劑敲擊(才能拆除)。
在初始安裝過程中,NDE側密封旋轉件明顯受損 - 波紋管出現滾動,導致密封面與靜止面明顯不平行。DE 側密封則沒有這種問題。
密封波紋管與軸之間的干涉為0.020英寸,因此無法手動安裝密封旋轉件(即使使用潤滑劑),這與使用說明書和期望背道而馳。
這種干擾似乎很嚴重,并引發了問題:密封是否制造錯誤?軸的尺寸是否過大,是否不正確?密封彈性體-波紋管在使用過程中是否膨脹?
圖3:泵的驅動端葉輪吸入口
圖4:非驅動端彈簧座圈
另一個觀察結果是,密封結構是軟的(動環)與硬的(靜環)配合。此外,沒有排氣裝置,這意味著頂部密封處的空氣積聚可能是一個問題。
行動項包括:
1)驗證彈性體和軸之間的正確配合,并確定過度干涉的原因。
2)提供適當的排氣,以消除啟動過程中密封區域的氣囊。
3)使用硬對硬的密封面配置,以抵抗任何可能隨冷卻水進入的顆粒。
4)對泵進行改造,并監測其性能。
一旦得到結果,我們將在最后一篇文章(本系列的第四篇)中報告這些發現。我們要感謝所有提供意見的人。
圖5(上)和圖6(下):驅動端密封
讀者意見
在本系列的前兩篇文章中,收到了讀者的意見,在此想分享一些關于密封類似問題的信息,Lawrence Leising是紐約Amherst鎮工程部污水處理部門的維護主管。
“在您最近的文章 - 案例研究(第 1 部分)中,您提到了立式安裝泵。我們的水平中開泵(帶有機械密封)同樣采取了立式安裝,也遇到了密封壽命短的問題,我想分享一下我們對此問題的解決方案。
“在我們的立式安裝泵中,在泵殼體上有一只排氣閥,在臥式改立式安裝后,同樣用于泵啟動后打開以釋放空氣。另外,所述密封還有一個排氣口,其中安裝了排氣閥。它們也是沖洗/排氣單密封(應該類似于KSB公司Omega泵結構,如下圖所示- 泵沙龍注)。通常,密封排氣口將用于在啟動前對密封進行排氣。
KSB公司Omega泵(由泵沙龍提供)
“我們的沖洗水夾帶了空氣,被泵送的液體也夾帶了空氣。由于密封位于泵的濕端高點,這是空氣聚集的地方 - 沖洗水無法將其排出。”
“有一天,我碰巧在工廠里查看熱水加熱系統,注意到安裝了高排氣口來釋放空氣。這給了我一個想法,因為高排氣口不斷釋放空氣,它可能非常適合泵密封。我們將排氣閥連接到高于密封的泵架上。軟管將密封排氣口連接到閥門上。該閥門使用內部浮子和針形閥。任何滯留的空氣都會自動釋放,保持密封室內始終充滿沖洗水”。
“自從進行了這項改造以來,我們的密封故障問題已經大大減少。針形閥保持干燥和清潔,因為浮子可以防止水到達該點。我們使用的是Chesterton 442密封,排氣閥是由ITT制造的。Chesterton現場代表拜訪了我們,他對我們的解決方案感到驚訝。”
參考文獻
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
作者簡介
Nelik博士(又名“泵博士”)是Pumping Machinery LLC的總裁,這是一家總部位于亞特蘭大的公司,專門從事泵咨詢、培訓、設備故障排除和泵維修。Nelik博士在泵和泵送設備方面擁有30年的經驗。
Barry T.Brown擁有Iowa State University of Science and Technology機械工程學士學位和Northwest Missouri State University歷史與地理學士學位。他是East Kentucky電力合作社的高級工廠工程師,擔任冷凝器、冷卻塔、空氣加熱器和泵的系統專家。他從事燃煤發電和工程已有15年。
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