（江蘇徐州（zhōu），趙超）
1 背景（jǐng）
給水泵（bèng）機械密封是水泵密封關（guān）鍵部件，它是由一對相對運動的密（mì）封環及其組件組成（chéng），並依靠其端麵之間的緊密接觸形成的微小的液環起到（dào）密封作用。泵高速運轉時（shí），動、靜（jìng）環兩端（duān）麵之間工作（zuò）液由於（yú）摩擦作用產生熱量，將動（dòng）環和靜環摩擦產生的熱量導出（chū），如圖1所示，通過螺旋式套管冷卻器冷卻後，將工作液吸入到（dào）機（jī）械密封腔內部（bù），熱量由螺旋套管（guǎn）傳遞（dì）給（gěi）閉式冷卻水。
圖1 機械密封工作液冷卻示意圖（順流式）
2 問題描述
在（zài）機組運行過程中發現（xiàn），機械密封工作液吐出端溫度異常升高，如圖2所示，在（zài）泵轉速4250r/min，現場測溫發現機械密封工作液吐出端溫度高達57℃，吸（xī）入（rù）端溫度42℃，隨著轉速升高（gāo），工作液吐出端溫度頻（pín）繁（fán）接近報警值，嚴重威脅機組安全運行。針對此問題上一般考（kǎo）慮問題可能因為磁性過濾（lǜ）器髒汙造成工作液流量降低從（cóng）而使溫度上升，但是本次磁性過（guò）濾器（qì）解（jiě）體檢（jiǎn）查後未發現明顯雜質，更換新磁性（xìng）過濾器濾網後，仍然沒有解決溫度異常的問題。
圖2 機械（xiè）密封冷卻（què）水調整前傳（chuán）熱端差圖
其中：
A-機械密封工作液吸入端；
B-機械密（mì）封工作液吐出端；
C-閉式冷卻水進口；
D-閉式冷卻水出（chū）口。
3 原因分析與改進
經過現場分析發現，如圖3安裝接點所（suǒ）示，螺旋套管上麵（miàn）四個接口依次為機械密封工作液吸入端A、機（jī）械密封工（gōng）作（zuò）液吐出端B、閉式冷卻水進口C、閉式冷卻（què）水出口D。螺旋套管（guǎn）一直采用的是順流式換熱方式，根據換熱器順逆流方式比較（jiào）可知，逆流換熱的對數（shù）平（píng）均溫（wēn）差較大，對（duì）於熱物性相同的兩種工質（zhì），相同的換熱係數（shù）K和換熱麵（miàn）積A，對數平均溫差越大△tm越大，換熱量Φ越（yuè）大，螺旋冷卻套管換熱效率也就越高。
圖3 機械密封冷卻套管現場安裝接點圖（tú）
根據上述理論分析，利用（yòng）停（tíng）機（jī）檢修機會，將（jiāng）冷（lěng）卻（què）套管換熱方式進行調整，由原來的順流式換熱改進為（wéi）逆流換熱方式。改進後，如下（xià）圖機械密封冷卻（què）示意圖（tú）4所（suǒ）示。
圖4 機（jī）械密封工作液冷卻示意圖（逆（nì）流式）
圖5 機（jī）械密封冷卻水調整後傳（chuán）熱（rè）端差圖
4 結論
將螺旋冷卻套（tào）管改（gǎi）為逆流換熱後（hòu），在相同的轉速條件下，逆流式換熱其對數平均溫差△tm=13.4℃，相比順流式對數平均溫差△tm=11.4℃，溫差升高了2℃，換熱量增加了17.5%，因此，機械密封吸入端溫度由原（yuán）來的42℃降低（dī）至37.8℃，吐出端溫度由57℃降低至（zhì）52.4℃，降幅（fú）明顯。通（tōng）過上述冷卻器的順（shùn）、逆流換熱方式的定（dìng）量分析表明，不（bú）同換熱方式對冷卻效果影響較大。
