[发明专利]一种高压炉水循环泵机械密封及降压降温系统、方法

说明书

本发明提供了一种高压炉水循环泵机械密封及降压降温系统、方法，对于10MPa以上压差的机械密封采用串联两级密封逐级减压，第一级密封采用自循环冷却降温方案，第二级密封采用工程系统配备的中压常温水作为稳压缓冲液冷却密封，同时辅助以双重冷却腔体给密封腔体预先降温。本发明提供的轴封型高压炉水循环泵相对于高温高压屏蔽电泵具有造价低、维修维护方便、成本低的优势，且能够实现在10MPa以上、300℃以上的泵介质工艺条件下长期稳定工作。

技术领域

本发明属于能源、冶金、化工行业轴封技术领域，特别涉及一种高压炉水循环泵机械密封及降压降温系统、方法。

背景技术

在能源、冶金和化工行业中，中压、高压锅炉是常见设备，蒸汽出口压力小于10MPa的是中压锅炉、低压锅炉，蒸汽出口压力高于10MPa的是高压锅炉、超高压锅炉。对于中压锅炉的炉水强制循环泵送，工程界一般采用机械密封型悬臂或者两端支撑离心泵，此机械密封用一级密封即可以。而对于高压锅炉的炉水强制循环泵送，工程界一般采用高温高压屏蔽电泵，没有机械密封，可以做到无泄漏，屏蔽电机需要工作于常温介质中，需要采用从泵出口引出一股介质经换热器冷却后穿过屏蔽电机回到泵内，此换热循环为大循环，需要很大的换热面积(5倍于PLAN32换热器面积以上)，热量损失很大，经济性差，并且高温高压屏蔽电泵造价高、维修维护难度高、成本高。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种高压炉水循环泵机械密封及降压降温系统、方法，采用双级机械密封和逐级降压减温的系统方式实现高压炉水循环泵的动密封，实现机械密封可以在10MPa以上、300℃以上的泵介质工艺条件下长期稳定工作，从而完成本发明。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种高压炉水循环泵机械密封及降压降温系统，包括靠近泵腔端的第一级机械密封和靠近空气端的第二级机械密封，所述第一级机械密封包括第一级动环、第一级静环和第一级密封壳体，所述第二级机械密封包括第二级动环、第二级静环和第二级密封壳体，所述第一级动环和第二级动环分别固定在第一级轴套和第二级轴套上，随泵轴转动；第一级静环和第二级静环分别固定在第一级密封壳体和第二级密封壳体上，第一级密封壳体和第二级密封壳体密封连接后固定在泵盖上，不随泵轴转动；所述第二级轴套与第一级轴套紧定连接，第二级轴套末端采用抱轴器与泵轴抱紧实施密封旋转部件与泵轴的周向固定和轴向固定；

所述第一级密封壳体上加工有一级密封介质入口FI和一级密封介质出口FO，与第一级机械密封内的第一级密封腔体连通，第一级密封腔体与泵腔连通；所述第二级密封壳体上加工有二级密封介质入口BI和二级密封介质出口BO，与第二级机械密封内的第二级密封腔体连通；

所述第一级机械密封动环上带有泵送环，将介质由第一级密封腔体泵出、进入换热器冷却后回到第一级密封腔体；所述第二级密封腔体内由外部充入工艺缓冲液，工艺缓冲液压力小于第一级密封腔压力。

第二方面，一种高压炉水循环泵机械密封及降压降温系统，通过上述第一方面所述的高压炉水循环泵机械密封及降压降温系统实施，包括：

高压炉水循环泵启动时，第一级机械密封动环上的泵送环将介质由一级密封介质出口FO泵出、进入换热器冷却后经一级密封介质入口FI回到第一级密封腔体，实施第一级机械密封的冷却降温；

由工程系统或者自备中压水站自二级密封介质入口BI向第二级密封腔体内充入工艺缓冲液，控制工艺缓冲液压力小于第一级密封腔压力，由二级密封介质出口BO流出后优选经副冷却腔体入口CI进入副冷却腔体，并通过副冷却腔体出口CO排出，实施第二级机械密封和副冷却腔体的降温；

由外部向主冷却腔体中通入冷却水，实施两级密封腔体的降温隔热。

在高压炉水循环泵停泵状态下时，保持向第二级机械密封和副冷却腔体内充入工艺缓冲液，保持向主冷却腔体中通入冷却水，直至锅炉停止运作。