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给水泵机械密封吐水温度异常分析与处理
（江苏徐州，赵超）
1 背景
给水泵机械密封是水泵密封关键部件，它是由一对相对运动的密封环及其组件组成，并依靠其端面之间的紧密接触形成的微小的液环起到密封作用。泵高速运转时，动、静环两端面之间工作液由于摩擦作用产生热量，将动环和静环摩擦产生的热量导出，如图1所示，通过螺旋式套管冷却器冷却后，将工作液吸入到机械密封腔内部，热量由螺旋套管传递给闭式冷却水。
2 问题描述
在机组运行过程中发现，机械密封工作液吐出端温度异常升高，如图2所示，在泵转速4250r/min，现场测温发现机械密封工作液吐出端温度高达57℃，吸入端温度42℃，随着转速升高，工作液吐出端温度频繁接近报警值，严重威胁机组安全运行。针对此问题上一般考虑问题可能因为磁性过滤器脏污造成工作液流量降低从而使温度上升，但是本次磁性过滤器解体检查后未发现明显杂质，更换新磁性过滤器滤网后，仍然没有解决温度异常的问题。
图1机械密封工作液冷却示意图（顺流式） 图2 机械密封冷却水调整前传热端差图
其中：
A-机械密封工作液吸入端；
B-机械密封工作液吐出端；
C-闭式冷却水进口；
D-闭式冷却水出口。
3 原因分析与改进
经过现场分析发现，如图3安装接点所示，螺旋套管上面四个接口依次为机械密封工作液吸入端A、机械密封工作液吐出端B、闭式冷却水进口C、闭式冷却水出口D。螺旋套管一直采用的是顺流式换热方式，根据换热器顺逆流方式比较可知，逆流换热的对数平均温差较大，对于热物性相同的两种工质，相同的换热系数K和换热面积A,对数平均温差越大△tm越大，换热量Φ越大，螺旋冷却套管换热效率也就越高。
根据上述理论分析，利用停机检修机会，将冷却套管换热方式进行调整，由原来的顺流式换热改进为逆流换热方式。改进后，如下图机械密封冷却示意图4所示。
图3 机械密封冷却套管现场安装接点图
图4 机械密封工作液冷却示意图（逆流式） 图5 机械密封冷却水调整后传热端差图
4 结论
将螺旋冷却套管改为逆流换热后，在相同的转速条件下，逆流式换热其对数平均温差△tm=13.4℃，相比顺流式对数平均温差△tm=11.4℃，温差升高了2℃，换热量增加了17.5%，因此，机械密封吸入端温度由原来的42℃降低至37.8℃,吐出端温度由57℃降低至52.4℃，降幅明显。通过上述冷却器的顺、逆流换热方式的定量分析表明，不同换热方式对冷却效果影响较大。
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