О работе торцовых уплотнений в сетевых насосах ООО НПЦ «АНОД»

Значительную роль в обеспечении населения горячей водой играют циркуляционные сетевые насосы теплоцентралей. Это они перекачивают нагретую воду от ТЭЦ к потребителям и обратно на подогрев в котлах.
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 возникающих неполадок:
• температура воды в месте установки уплотнения превышала 80…85ºС;
• неоптимальный подбор материалов уплотнительных колец;
• 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…85ºС, 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…130ºС. В этом случае целесообразно учесть величину давления уплотняемой жидкости. Например, при перепаде давления на уплотнительном пояске 4 кгс / см², температуре жидкости 90ºС, принятом подогреве в щели между уплотнительными кольцами до 15ºС снижение давления и изменение температуры в щели протяженностью 4 мм приводят к тому, что, не доходя около 1 мм до выходной кромки уплотнительного пояска, вода, имеющая температуру около 105ºС, 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 мм 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 и, 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. Причина – стремление удовлетворить желание заказчика при минимальном техническом перевооружении существующего агрегата, способном обеспечить требования эксплуатации. 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 75-85ºС. В уплотнениях, предназначенных для работы с водой при температурах 90 ºС и более, 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.
Другим способом снижения температуры в зоне колец является 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 85º – 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 85-90º С 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
-
18.02.2015 11:33:23 К. т. н. Евгений ДУБРОВИН, к. т. н. Игорь ДУБРОВИНЭкологическая безопасность теплоэнергетического комплекса
10135
«Безопасность – свойство объекта при... эксплуатации и в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды» (ГОСТ 27.002‑89).
Автоматизация в энергетике
18.02.2015 11:33:20 Венедикт СТРУГАЧЕВУправление тарифами и нагрузкой: французский опыт5993
Редакция газеты не раз обращалась к вопросам формирования тарифов на тепло и электроэнергию в России. А как это происходит в других странах?
Автоматизация в энергетике
18.02.2015 11:33:18 Елена НЕПОМЯЩАЯДецентрализация теплоснабжения – путь к энергосбережению8926
Напомним, что эта тема, поднятая в «ЭПР» № 19 (255), обрела актуальность в связи с разработкой законопроекта «О капитальном ремонте в Санкт-Петербурге» и концепции повышения энергоэффективности системы теплоснабжения.
Автоматизация в энергетике
18.02.2015 11:33:17 Олег ПОТАПОВ, ОАО «ЭНИН»Оптимальная технология использования горючих сланцев4299
По мере возрождения промышленного потенциала России будет изменяться топливный баланс. Вследствие постепенного исчерпания запасов нефти и газа возрастает роль углей и сланцев.
Автоматизация в энергетике
18.02.2015 11:33:14 Яна ЛИСИЦЫНАДля современного теплоснабжения нет нерешаемых задач4684
Отраслевая научно-практическая конференция «Теплоснабжение и когенерация-2014» стала эффективной площадкой для диалога участников отрасли, дискуссии с представителями федеральной власти, обмена идеями, развития делового партнерства и демонстрации успешного опыта.
Автоматизация в энергетике
-
17.12.2019 18:39:09 Ольга МАРИНИЧЕВАЕкатеринбургскую схему теплоснабжения упрекают в «потворстве монополисту»
2151
Участники публичных слушаний в администрации города одобрили проект актуализированной схемы теплоснабжения Екатеринбурга до 2030 года, который будет направлен на утверждение Минэнерго РФ.
Теплоснабжение, Тарифы на теплоэнергию
17.12.2019 18:28:13 Татьяна РЕЙТЕРТепловые насосы против неплатежей в ЖКХ2259
Оценка применения технологии гибридного теплоснабжения МКД на основе тепловых насосов выявила российские регионы и города, которые выиграли бы от этого больше остальных.
Теплоснабжение, Тепловые насосы
17.12.2019 18:15:54 Татьяна РЕЙТЕРОтопительный сезон неоднозначный старт1530
В этом году перед началом отопительного сезона готовность на местах к прохождению осенне-зимнего периода (ОЗП) была оценена очень высоко. Тем не менее при подготовке к новому ОЗП не обошлось без чрезвычайных ситуаций.
17.12.2019 17:53:28Почти юбилей. Российской теплофикации – 95 лет2163
25 ноября 1924 года в дом № 96 по набережной реки Фонтанки поступило тепло от 3‑й Ленинградской ГЭС – с этой даты ведется отсчет теплофикации России.
Тепловая энергетика
09.10.2019 17:29:46 Татьяна РЕЙТЕРЕще один шаг к цифровизации тепловых схем2349
Создана программа автоматической калибровки электронной модели системы теплоснабжения.
Цифровизация, Теплоснабжение
-
03.04.2019 Татьяна РЕЙТЕРЭлектричество из мусора
4327
Российские заводы по сжиганию мусора будут продавать полученную электроэнергию по завышенному «зеленому» тарифу, хотя не выглядят «зелеными» в глазах экологов и потребителей.
ТЭС, Экология, Электроэнергия, Электростанция
03.04.2019Вентиляторы «ВЕЗА» – большой ресурс в тяжёлых условиях4311
ВИР (вентиляторы индустриальные радиальные) — это высоконапорные вентиляторы, разработанные компанией «ВЕЗА» для тяжёлых условий работы в 2007–2016 годах.
16.12.2018 21:33:12 Иван ТРОХИН«Паровозы» покорили мини-ТЭЦ4240
Коммерческая эффективность паровых машин из паровозной эпохи для привода генераторов на мини-ТЭЦ при электрических мощностях до 1,2 МВт не вызывает сомнений. Чем же в XXI столетии привлекателен союз пара и поршня?
Мини-тэц
03.04.2019 Виолетта ВДОВЯКЗабайкальская энергетика с дальневосточной пропиской4236
В этом субъекте Российской Федерации за последние полгода многое изменилось. Решением главы государства Забайкальскому краю был назначен новый руководитель, Александр Осипов (на фото), а регион из Сибирского федерального округа переведен в Дальневосточный.
Энергетические системы
16.12.2018 21:15:58 Татьяна РЕЙТЕРРейтинг эффективности региональных систем теплоснабжения от Минэнерго РФ4213
В 2017‑2018 годах Министерство энергетики России совместно с субъектами Российской Федерации и экспертным сообществом продолжило практику формирования рейтинга эффективности систем теплоснабжения регионов.
Теплоснабжение, Энергоэффективность