鍋爐給水泵運行中的故障及解決方法

劉興奎

（南京鋼鐵集團有限公司煉鐵新廠焦化車間 江蘇 南京 210035）

鍋爐給水泵是現(xiàn)代工業(yè)蒸汽鍋爐的重要組成部分，對鍋爐的安全穩(wěn)定運行起著重要的作用。鍋爐給水泵采用最多的是電動多級離心泵，具有結構簡單、運行穩(wěn)定、給水均勻等特點。以南鋼新鐵廠140T和75T干熄焦鍋爐給水泵為例，它采用的是臥式單吸多級離心水泵，由泵殼、泵軸、葉輪、密封環(huán)、平衡盤、平衡套、軸承等部件組成。

鍋爐給水泵是利用電機通過聯(lián)軸器帶動裝在泵殼內的葉輪高速旋轉而產生離心力，使充滿葉輪內的水由于離心力的作用，從葉輪中心沿著葉片間的流道甩向葉輪的四周，經泵殼導葉中的流道而流入水泵的壓水管道。這時，葉輪的吸水口處便形成了真空的低壓區(qū)，除氧器容罐內的水由于大氣壓力和液面高位差的作用，通過進水管流向泵的低壓區(qū)，以填補那里的真空。當葉輪不斷地旋轉時，葉輪內的水被不斷地甩出，同時又不斷地被補充，這樣就形成了水泵的連續(xù)供水。由于泵出水壓力的大小與葉輪轉速的平方成正比，因此，提高轉速即可提高出水壓力，但是，轉速的提高受到很多因素的限制，不可能無限制的提高，可是鍋爐的壓力一般都比較高，為了使給水泵的揚程能滿足鍋爐壓力的要求，便將水泵的葉輪一級一級的串聯(lián)起來，形成壓力接力，這就組成了多級離心泵，在流量不變的前提下來提高鍋爐給水泵的出水壓力，以滿足鍋爐運行的要求。南鋼140T和75T干熄焦的鍋爐給水泵分別采用十一級和九級離心泵。鍋爐給水泵的整個工作過程，實際上是一個能量傳遞和轉化的過程，它將電機高速旋轉的機械能，通過泵的葉輪傳遞并轉化為被抽升水的壓能和動能。

南鋼的設備管理是遵循以故障預防為主的思想，同時開展精細化的點檢管理理念。因此，鍋爐給水泵的日常維護以故障預防為目的，建立科學的維護體系與制度，以指導鍋爐給水泵的日常保養(yǎng)工作。從設備投入運行起，就建立鍋爐給水泵零部件故障及更換記錄，詳細掌握各部件損壞時間，以便于后期在零部件到使用壽命前進行及時更換，避免零部件損壞后對相關部件及機組造成更大的破壞。下面列舉一些鍋爐給水泵運行中常見的故障與解決方法：

1 運行中的鍋爐給水泵電動機溫度過熱

對采用電機為動力源的鍋爐給水泵，最為常見的故障就是電機過熱，電機發(fā)熱的原因是運轉中的能量消耗在電機內部轉變成了熱量。電機中耐熱最差的是繞組的絕緣材料，長時間高溫下運行，絕緣材料易老化、變質、變脆、炭化，失去絕緣性能，從而使電機燒毀，進而引發(fā)鍋爐給水泵故障停機。因此在發(fā)現(xiàn)電機過熱時應停機檢查，徹底排除發(fā)熱源。

造成電機過熱的原因主要是：a、通風不良引起的環(huán)境溫度過高，這種情況下需要保證良好的通風，必要時需要軸流風扇或安裝空調來進行強制冷卻；b、風扇損壞或通風孔道堵塞造成的散熱系統(tǒng)故障，這種情況需要逐項檢查電機散熱系統(tǒng)，更換風扇、保證進出風口暢通，降低環(huán)境濕度及高灰塵造成的影響；c、電壓偏高或偏低造成的不平穩(wěn)或三相電壓不對稱，這種情況需要對電機供電系統(tǒng)進行檢查,通過恢復穩(wěn)定供電來處理。按照國家標準，電機的電源電壓變化應不超出額定值的±5%，電機輸出功率可保持額定值，電機的電源電壓不允許超過額定值的±10%，三相電源電壓之間的差值不應超出額定值的±5%；d、工作載荷過大，這種情況要先測量一下電流情況，一般正常使用的電流為其額定電流的80%左右，然后根據(jù)鍋爐蒸發(fā)量來調節(jié)鍋爐給水泵的進出口及最小流量閥，使泵在額定的范圍內工作；e、短時間內頻繁起停，鍋爐給水泵不得頻繁啟動和切換，每小時開車次數(shù)不得超過12次；f傳動不暢，傳動不暢易形成小馬拉大車，造成電機負載過大，這種情況要對電機與鍋爐給水泵的傳動系統(tǒng)進行檢查,常見的傳動不暢主要是聯(lián)軸器損壞或未校正、軸承缺油、軸承損壞等，南鋼干熄焦鍋爐給水泵采用的是彈性膜片聯(lián)軸器，可補償泵軸和泵體熱膨脹所引起的角度和中心偏差，聯(lián)軸器必須用千分表進行軸向和徑向測量，直徑方向允許的最大軸向偏差小于0.05mm，直徑方向允許的最大徑向跳動小于0.1mm，此外要在符合實際工況的條件下定期檢查聯(lián)軸器的同軸度，軸承工作是否正?？蓱{聽覺及溫度來判斷，對于故障部位的軸承要及時地進行更換，定期檢查電機潤滑情況，當電機在運行3000小時～5000小時要更換一次潤滑脂；g、電機振動，振動異常并伴有噪聲多數(shù)是由于軸承潤滑不良、電機轉子動平衡不好、轉子軸彎曲、轉子與端蓋和機座不同心、機座螺栓松動或電機安裝不平、安裝不到位造成的，要檢查泵體，也可能是泵體端傳遞過來的，對于機座螺栓要用彈簧墊片或安裝防松螺母來消減振動造成的影響；h、機組故障引起的卡阻，這種情況要立即停機檢查、找出故障原由，針對具體情況排除。

2 運行中的鍋爐給水泵，發(fā)生機械密封泄露

機械密封的運行好壞直接影響到鍋爐給水泵的正常運行，機械密封泄露的維修占鍋爐給水泵全部維修總量的一半以上，密封泄露量小于10cm3/h是正常的，當泄露量大于50cm3/h時必須檢查更換機械密封。

造成機械密封損壞泄露的原因主要是：a、機械密封本身的問題，如材質選用不當，密封面不平，密封面太寬或太窄，彈簧載荷系數(shù)過大、過小或端面比壓設計不合理等，解決方法是根據(jù)工況正確的選型及選材，對要安裝的新機封要仔細檢查，檢查密封工作面和O型圈的外表，應清潔且完好無損，彈性裝置有無卡澀等，若發(fā)現(xiàn)問題及時更換；b、機械密封安裝的問題，如安裝不平整或不到位，安裝環(huán)境與方式等。正確的安裝過程應在無塵、干燥、清潔的環(huán)境下進行，軸套及機封壓蓋等密封部位，在安裝時應保持清潔，各密封零件應進行清洗，防止帶入雜質和灰塵，檢查安裝及連接部位尺寸，檢查泵軸和機封壓蓋腔體的軸向、徑向尺寸公差的精確性，保證與O型圈接觸部位的表面粗糙度Ra應不大于1.6um，尺寸允許偏差軸不大于h7，孔不大于H8，O型圈通過的部位應有過度倒角，軸肩倒角為3×10°，機封壓蓋倒角為2～2.5×20°,為了減少摩擦阻力，安裝時在泵軸、軸套上等與密封相接觸的部位或表面應勻涂一層清潔的潤滑油，以便能順利安裝，但在動靜環(huán)密封面上不要使用潤滑油，機械密封是高度精密的機械部件，安裝過程不能碰擊、敲打密封，安裝靜環(huán)的機封壓蓋時，擰緊螺絲必須受力均勻，保證密封工作面與軸心線的垂直度不大于0.1mm的垂直要求，當密封安裝完畢，更不能敲擊、撞擊軸、軸套、機封壓蓋等，避免密封環(huán)損壞，啟動前須將密封腔內空氣排盡，使密封腔體內充滿液體，以免干摩而損壞密封端面，盤車檢查應手感有阻力，但不應沉重或卡滯現(xiàn)象。c、輔助系統(tǒng)的問題，如機封冷卻水循環(huán)量很低，機封壓蓋沖洗孔堵塞，冷卻管結垢等，解決方法是定期檢查冷卻水的水質，監(jiān)測并記錄冷卻水的流量及溫度；d、介質及工作條件的問題，如介質中有固體顆粒，鍋爐給水泵抽空，泵出口壓力波動，泵在出口流量低于最小流量下的工作，解決方法是保證除氧器液位，定期清理泵吸入口的濾網，穩(wěn)定泵出口壓力，要盡可能避免泵在最小流量點附近運轉；e、鍋爐給水泵的問題，如轉子軸向竄動量大，轉子周期性振動，解決方法是在安裝機封前，需檢查泵軸的徑向跳動應不大于0.1mm,軸向竄動量應不大于0.15mm，同時機封彈簧的壓縮量一定要認真調節(jié)，不允許有過大或過小的現(xiàn)象，誤差±2mm，當動、靜環(huán)磨損，導致竄動后，可以得到相應的位移補償，同時要保證密封腔端面對泵軸的跳動不大于0.05mm，對振動引起的泄露，要找出故障原由，根據(jù)維修標準，針對具體情況進行排除。

3 當運行中的鍋爐給水泵軸承箱體溫度升高且伴有異常噪音、振動增大

鍋爐給水泵運行中會受到較大應力的影響，這些力是由大的外力（徑向力、軸向力）引起的。

造成鍋爐給水泵軸承箱體溫度升高的原因主要是：a、潤滑系統(tǒng)缺油；b、潤滑油變質；c、冷卻水流量不足；d、軸承損壞；e、裝配及軸承配合問題，解決方法是首先應檢查潤滑系統(tǒng)是不是缺油，潤滑油是否變質及含有雜質，軸承箱冷卻水流量是否正常，其次檢查軸承是不是損壞，對剛檢修的泵體出現(xiàn)軸承過熱，還應檢查軸承配合部位間隙是不是過小，經上述檢查后仍發(fā)熱，則應檢查泵軸是不是彎曲，葉輪與泵軸動平衡是否超標，軸的最大允許跳動量為0.05mm，可根據(jù)維修標準，給予糾正。為了使泵具有較長的壽命并能長期無故障運轉，軸承必須有良好的潤滑和相應的冷卻系統(tǒng)，要加強鍋爐給水泵潤滑系統(tǒng)的保養(yǎng)，經常性檢查潤滑油量與油質，避免干磨等情況的發(fā)生。潤滑油的添加前要注意檢查油質與添加口的清潔度，避免添加過程帶入雜質損壞軸承。在首次使用或軸承檢修后重新使用的情況下，當泵運轉10～15小時后應將油排凈，清洗儲油室后注入新的潤滑油，然后投入正常運轉。潤滑油的更換周期可按下表進行：

溫度℃更換周期儲油室 軸承箱體＞40～65 ＞50～75 每 6個月＞65～70 ＞75～80 每 3個月

在日常維護中還要注意對鍋爐給水泵冷卻系統(tǒng)管路的檢查與保養(yǎng)，及時對泄露處進行堵漏，管路外側防銹涂層要經常進行檢查，以確保管路的防腐蝕性。為保持鍋爐給水泵平穩(wěn)運行，定期檢查聯(lián)軸器的同軸度，及時消除偏差，定期檢查機座螺栓是否可靠，確保機組在無振動情況下運轉，注意運行噪音，在泵出現(xiàn)異常聲響或發(fā)生問題時應立即停機，查明原因并予以消除。

4 當運行中的鍋爐給水泵流量不足、壓力偏低

造成鍋爐給水泵出口流量不足、壓力偏低的原因主要是：a、泵進、出口管路堵塞或泄露；b、口環(huán)磨損；c、導葉破損；d、葉輪損壞或腐蝕；e、泵轉子竄位，解決方法是首先檢查鍋爐給水泵運轉是否正常，進水流量與壓力，出口管路是否暢通，止回閥開啟是否正常，若管路沒有維修更換，而泵的性能卻降低，則應檢查泵內各口環(huán)磨損是否過大造成的內泄，葉輪和口環(huán)的間隙為0.3～0.4mm，間隙超過最大值一半時，嚴禁使用，需檢修更換，還要查是否個別導葉破損引起的壓力不濟，檢查泵葉輪的腐蝕或磨損，轉子竄動造成的葉輪出口中心與導葉流道中心不對齊，要找出故障原由，根據(jù)維修標準，針對具體情況進行排除。

5 泵體振動超標、遠電機端軸承溫度升高、泵出口壓力減小、泵吸入端噪音增大

當鍋爐給水泵正常運行時，因為后蓋板上所承受的壓力比前蓋板大，所以軸向水推力朝著吸入口一側施加在轉子上，隨著泵級數(shù)的增加，軸向推力也相應地增加，這些軸向力由平衡盤裝置承受。鍋爐給水泵的流量如低于最小流量，泵內的液體會被反復加熱以致出現(xiàn)汽化，從而使平衡裝置和葉輪密封環(huán)破壞，為避免發(fā)生這種情況，必須保證泵有一定的排出流量，這就需要最小流量裝置。

造成運行中的鍋爐給水泵振動超標、遠電機端軸承溫度升高、泵出口壓力減小、泵吸入端噪音增大的原因主要是：a、泵的最小流量裝置故障；b、平衡盤與平衡套接觸面磨損，解決方法是首先排查最小流量管路是否泄露、堵塞，其次排查泵的平衡裝置，檢查平衡盤的外徑與平衡套的內徑，保證直徑間隙為0.3～0.5mm，如間隙過大，則須更換，尤其要檢查平衡盤與平衡套軸向端面的磨損情況，確保安裝后平衡盤與平衡套的接觸良好，接觸面達75%以上，平衡盤與平衡套的軸向間隙大小為0.1～0.2mm，要使平衡盤與末級葉輪之間的間隙為0.2～0.5mm，如間隙過小或過大，則應調整處理，平衡盤的定位應便于導葉流道和葉輪中心對稱。

綜上所述，只有了解并掌握鍋爐給水泵運行中常見的故障原因及解決方法，做到預知維修，才能保持設備良好的運行狀態(tài)和保證生產的順利進行。

［1］李秀中，周國慶.鍋爐設備與安全技術[S].上?？茖W普及出版社，2003.

［2］顧永泉.機械密封實用技術[S].機械工業(yè)出版社，2001.

［3］魏龍.泵維修手冊[Z].化學工業(yè)出版社，2001.