О работе торцовых уплотнений в сетевых насосах - Энергетика и промышленность России - № 09 (125) май 2009 года - WWW.EPRUSSIA.RU - информационный портал энергетика
16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/125/9696.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 09 (125) май 2009 года

О работе торцовых уплотнений в сетевых насосах

Производство для энергетики Николай СКВОРЦОВ, ООО НПЦ «Анод»

Циркуляционные, сетевые насосы теплоцентралей играют важную роль в системах горячего водоснабжения. Это они перекачивают нагретую воду от ТЭЦ к потребителям и обратно на подогрев в котлах.

Поэтому особое значение приобретает повышение надежности их работы, сокращение времени на ремонты и уменьшение до минимума утечек воды через уплотнение. Особенность их работы заключается в том, что в зависимости от времени года и температуры окружающего воздуха температура перекачиваемой воды может составлять от 70 до 130 ºС при относительно небольшом избыточном давлении, исключающем кипение и кавитацию воды в насосе.

Эксплуатация как отечественных, так и импортных торцовых уплотнений в составе сетевых насосов давала неоднозначные результаты. В одних случаях уплотнения не пропускали воду, в других наблюдалась утечка через уплотнение. Анализ происходящего выявил следующие причины:
• температура воды в месте установки уплотнения превышала 80–85 ºС;
• подбор материалов уплотнительных колец не был оптимальным;
• конструкция уплотнения не удовлетворяла условиям эксплуатации.

Рассмотрим влияние на работу торцовых уплотнений этих факторов.

Температура воды в месте установки уплотнения играет определяющую роль. Пока температура не превышает 80–85 ºС, вода, находясь в плоскопараллельной щели, образованной кольцами уплотнительной пары, нагревается от трения до температуры, близкой к температуре кипения. Просочившись через щель, вода не меняет своего фазового состояния, обеспечивает смазку и охлаждение колец уплотнительной пары, обеспечивая максимальный ресурс работы уплотнения.

Рассмотрим другой случай работы, когда температура в месте установки уплотнения составляет 90‑130 и более градусов Цельсия. В этом случае целесообразно учесть величину давления уплотняемой жидкости. Например, при перепаде давления на уплотнительном пояске 4 кгс / см2, температуре жидкости 90 ºС, принятом подогреве в щели между уплотнительными кольцами до 15 ºС снижение давления и изменение температуры в щели приводят к тому, что, не доходя около 1 миллиметра до выходной кромки уплотнительного пояска, вода превращается в пар. При этом кольца подвергаются интенсивному кавитационному и эрозионному износу.

Протяженность площадки контакта пояска в радиальном направлении уменьшается, и при достижении величины около 2 миллиметров может произойти пробой уплотнительного пояска и образоваться непрерывная утечка. Аналогичная картина будет наблюдаться, например, при повышении давления до 14 кгс / см2, с той лишь разницей, что зона кипения воды будет находиться еще ближе к выходной кромке. Таким образом, повышение давления способствует смещению зоны начала кипения ближе к выходной кромке уплотнительного пояска и продлению времени работы уплотнения, но не исключает полностью вскипания воды.

Теперь рассмотрим подход к выбору материалов уплотнительных колец. Если кольца работают без изменения фазового состояния жидкости, то при выборе материалов колец должны приниматься во внимание стойкость их к воздействию абразивных и химических составляющих жидкости, обеспечение легкости скольжения. Если кольца работают при изменении фазового состояния жидкости, то при выборе материалов колец предпочтение целесообразно отдавать материалу с более высокой ударной вязкостью. В этом случае энергия кавитации рассеивается и поглощается более вязким материалом, происходит «самозалечивание» более твердого кольца за счет износа более мягкого. Например, пара колец из карбида кремния и силицированного графита будет работать лучше, чем пара только из карбида кремния. Более высокое содержание графита в материале колец пар трения способствует лучшему скольжению их, следовательно, меньшему тепловыделению при работе и большему сроку службы. Однако это справедливо при отсутствии воздействия абразивных частиц, если таковые содержатся в уплотняемой жидкости, то их влияние оказывается определяющим.

Уплотнения для сетевых насосов отличаются по конструкции. Проведенный анализ характера и причин отказов уплотнений показал, что, в основном, не соблюдался общий принцип обеспечения работоспособности уплотнений – снижение температуры в зоне расположения колец пары трения до 75‑85 ºС. В уплотнениях, предназначенных для работы с водой при температурах 90 и более градусов Цельсия, для этой цели используется кольцевой холодильник, встроенный в уплотнение непосредственно в зоне колец пар трения. Преимуществом встроенных холодильников является то, что в качестве охлаждающей жидкости может использоваться вода более низкого качества, например техническая, или любая другая охлаждающая жидкость.

Другой способ снижения температуры в зоне колец – подача в нее перекачиваемой жидкости с более низкой температурой, например воды подпитки или компенсации утечек. С целью уменьшения количества подаваемой в камеру воды сальниковая камера разделена перегородкой, которая препятствует интенсивному перемешиванию перекачиваемой и подаваемой в сальниковую камеру воды. Количество подаваемой воды в зависимости от условий эксплуатации и конструкции насоса составляет от 0,15 до 0,4 м3/ч. В некоторых конструкциях насосов в сальниковых камерах предусмотрена установка кольцевых холодильников вокруг вала. Подвод и отвод воды в них осуществляются через штуцеры и каналы, выполненные в корпусе насоса.

Таким образом, в настоящее время созданы и успешно эксплуатируются торцовые уплотнения для насосов, перекачивающих сетевую воду с температурой более 85‑90ºС, с большим межремонтным сроком службы и практическим отсутствием утечек перекачиваемой среды.

Обращаем внимание технических специалистов на необходимость более внимательного заполнения опросных листов при заказе торцовых уплотнений. Для условий работы уплотнений при граничной температуре уплотняемой воды 85‑90 ºС и где температура уплотняемой воды превышает эту величину, нельзя применять уплотнения удовлетворительно работающие при температурах до 85º С. Конструкции этих уплотнений имеют существенные различия, и неправильный их выбор ведет к неоправданно высоким расходам на ремонт и обслуживание уплотнений и агрегата в целом.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 09 (125) май 2009 года:

  • «Первомайский» гидроагрегат
    «Первомайский» гидроагрегат

    Накануне первомайских праздников в филиале ОАО «РусГидро» «Саратовская ГЭС» введен в эксплуатацию модернизированный гидроагрегат № 15. ...

  • Энергетика Карелии: с автопилота – на ручное управление
    Энергетика Карелии: с автопилота – на ручное управление

    Из кризисной ситуации, которая вслед за промышленностью затронула и энергетику, можно выйти лишь сообща. ...

  • В отрасли дефицит. Прогнозов и законов
    В отрасли дефицит. Прогнозов и законов

    В апреле в Москве прошла конференция «Рыночные механизмы и государственное регулирование в электроэнергетике России». Это первая масштабная встреча профессионалов, созванная по инициативе новой отраслевой структуры – некоммерческого партнерства «Совет рынка». «Первый блин» не оказался комом: были интересные выступления, доклады и дискуссии. То, что профессионалы с легкостью обращались с прямыми вопросами и критическими замечаниями к ид...

  • Атомные планы
    Атомные планы

    На переговорах министра энергетики Объединенных Арабских Эмиратов Мухаммеда бен Заена аль-Хамили и министра экономики, торговли и промышленности Японии Тосихиро Никаи достигнуто соглашение о сотрудничестве в области атомной энергетики. ...

  • Закон о теплоэнергетике должен стать законом о теплофикации
    Закон о теплоэнергетике должен стать законом о теплофикации

    Федеральный закон о теплоснабжении, обсуждение которого длится седьмой год, нуждается в корректировках, предусматривающих ответственность за эффективное использование топлива. ...