某鋼廠160t干熄焦電站凝結(jié)水泵常見故障及分析處理

孫冬杰

(山東鋼鐵股份有限公司 濟南分公司煉鐵廠，山東 濟南250101)

0 前言

干熄焦技術(shù)是國家節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟重點項目，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計每處理1t 焦炭，可以回收約1.35GJ 的熱量，每干息1t 焦炭可以產(chǎn)生壓力為3.8MPa，450℃的蒸汽0.54t。 某鋼廠160t 干熄焦余熱發(fā)電項目正是利用干熄焦余熱產(chǎn)生的蒸汽進行發(fā)電，發(fā)電后凝水經(jīng)過熱井、凝結(jié)水泵、低壓加熱器、除氧器等回到鍋爐循環(huán)利用。 某鋼廠160t 余熱電站裝配25MW 機組，年發(fā)電約7260MW，減少約13—16 萬噸動力煤燃燒向大氣排放的各種污染物， 具有極大地經(jīng)濟效益和社會效益。 自2010 年12 月投產(chǎn)以來，由于凝結(jié)泵的故障出現(xiàn)多起緊急解列停機的事故，故對故障、故障的分析處理進行總結(jié)，避免同樣事故發(fā)生，并對其他相似情況起借鑒作用。

1 常見故障及分析

凝結(jié)泵在電站中屬于關(guān)鍵設(shè)備， 主要作用是將熱井里的凝水泵出，維持水位，保持凝汽器真空。凝結(jié)泵一旦出現(xiàn)故障即有發(fā)電解列停機的危險，因此，凝結(jié)泵的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。 在運行過程中，常見的主要故障有：

1.1 汽蝕事故

液體在一定溫度下，降低壓力至汽化壓力時，液體便產(chǎn)生氣泡，把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。 電站投產(chǎn)運行后，曾出現(xiàn)凝結(jié)泵入口處發(fā)出噼噼啪啪噪音，同時入口的真空表、出口的壓力表、流量表和電流表急劇晃動的現(xiàn)象，判斷為汽蝕的初生。長時間的運行中，該凝結(jié)泵的葉輪出口、誘導輪和壓力室進口部位遭到了腐蝕破壞，表面出現(xiàn)蜂窩狀麻點，誘導輪脫落，脫落的葉片碰撞摩擦泵殼，致使該凝結(jié)泵無法正常使用。 從汽蝕初生到停用，該泵只使用約4 個月。

分析：凝結(jié)泵在運轉(zhuǎn)中，過流部分的局部區(qū)域（一般是導向輪、葉輪出入口處）抽送凝水的絕對壓力降低到當時溫度下的凝水汽化壓力時，凝水便在該處汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡。 當含有大量的氣泡的凝水向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時，氣泡周圍的高壓凝水致使氣泡急劇的縮小以致破裂。氣泡破裂同時，凝水以很高的速度填充空處，瞬間產(chǎn)生強烈的沖擊作用，并以較高的頻率打擊金屬表面，沖擊力可達幾百至幾千個大氣壓，頻率可達每秒幾萬次，同時伴隨著化學腐蝕作用。在長期汽蝕作用下，導致該凝結(jié)泵嚴重損傷，不能正常使用。

1.2 漏空失壓

電站運行后多次出現(xiàn)倒換備用泵，漏空失壓，導致多次機停機事故。

分析：電站凝結(jié)水泵入口與凝汽器相連，入口工作壓力為負壓，當凝結(jié)泵工作時，凝結(jié)泵本體既有負壓區(qū)，也有正壓區(qū)。 當凝結(jié)泵備用時，從凝結(jié)泵入口直至出口逆止閥前，均處于負壓狀態(tài)，且兩臺凝結(jié)泵的抽空氣管閥系統(tǒng)的一體性，在切換備用泵時，若密封水調(diào)節(jié)不當或有漏或抽空氣管路、閥門漏氣，則會引起備用泵進空氣，并通過抽空氣門進入運行泵引起失壓，導致凝結(jié)泵出力下降甚至停機。

1.3 密封水密封問題

電站投入運行開始多次出現(xiàn)密封水密封問題造成的失壓停機事故。

分析：本機組設(shè)計密封水采用從出口逆止閥上部管路直接引凝結(jié)出水到填料環(huán)進行密封的形式，由于安裝及鋼管質(zhì)量問題，運行三個月分別出現(xiàn)密封水管斷裂、密封水管被管內(nèi)腐蝕脫落金屬片堵塞而致使失壓停機的事故。 另外由于采用直接引出口凝結(jié)水進行密封的形式，凝結(jié)水在出水閥門開度調(diào)整時，其壓力隨著改變，壓力隨著劇烈波動，對設(shè)備造成劇烈沖擊，當閥門開度大幅度開啟時，出口凝結(jié)水壓力相應(yīng)減小，從而密封水壓力同時降低，當?shù)陀谝蟮拿芊鈮毫r，就會吸入空氣，造成真空急劇下降，失壓解列停機。

1.4 泵體發(fā)熱、劇烈振動問題

發(fā)熱和劇烈振動會極大降低泵的使用壽命，甚至報廢。

分析： 造成凝結(jié)泵泵體發(fā)熱的主要原因有前后軸承間隙過小、填料壓蓋過緊、軸彎曲、潤滑不好、葉輪不平衡增大了向一邊的推力；劇烈振動的主要誘因有聯(lián)軸器梅花墊片嚴重損壞、軸承嚴重磨損、基礎(chǔ)或轉(zhuǎn)動部件的松動、葉輪的不平衡等。

2 解決措施

2.1 汽蝕現(xiàn)象的解決

為解決汽蝕現(xiàn)象進行了如下措施：

（1）對泵體及管道進行密封試驗，消除漏氣點，進一步保證泵的真空度，適當延長熱井到凝結(jié)泵入口管道垂直距離，也即減小吸上高度。

（2）減少吸入損失，設(shè)法增加管徑。 由于凝結(jié)泵相應(yīng)管道已經(jīng)建成，不能再短時間內(nèi)更換，考慮到水質(zhì)比較清潔，故采取取消入口濾網(wǎng)，增大管道彎處曲率半徑，并將入口閘閥遠離凝結(jié)泵入口的方法。極大地減小了汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）汽蝕發(fā)生時采用限制凝結(jié)泵出口閥的開度或調(diào)整凝結(jié)水泵再循環(huán)閥門的開度或是向凝汽器內(nèi)補水的方法， 來提高凝汽器的水位，降低消除汽蝕的危害。

2.2 漏空失壓的解決

（1）確認泵體密封完好，包括泵殼、泵體緊固處、密封填料等；

（2）在啟動泵前把入口管和泵內(nèi)的空氣排盡；

（3）確認泵管道各閥門處于要求的正確位置。

2.3 密封水密封問題的解決

1）將密封水管下部易損壞部分更換為兩頭絲堵的鋼絲軟管，便于更換且不會斷裂；2）增設(shè)改造密封水形式，從凝汽器補水管道（內(nèi)部水壓穩(wěn)定在0.4MPa）引水直接到填料函密封環(huán)，由于引用穩(wěn)壓補水，不受操作的閥門開度影響，保證了密封水的密封壓力和穩(wěn)定性，同時原設(shè)計的密封水管道作為備用，提高了安全系數(shù)。

2.4 發(fā)熱、劇烈振動的解決

（1）更換軸承、調(diào)松填料壓蓋并檢查填料是否完整，填料函是否移位或堵塞、調(diào)整軸的同心度、更換適量的黃油，黃油占軸承內(nèi)空間隙的60%、清楚葉輪內(nèi)的贓物。

（2）更換梅花墊片、更換軸承、緊固基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)動部件、對葉輪做平衡試驗。 葉輪平衡試驗步驟如下：

其中葉輪平衡試驗步驟如下：1）測顯著不平衡：a）將葉輪裝在假軸上，放在調(diào)好水平的平臺上，如圖1 所示。 試驗臺上有兩條鐵道，假軸可以在鐵道上自由滾動。 b)記下葉輪片重的一側(cè)。 因為如果葉輪質(zhì)量不平衡，較重的一處會自動轉(zhuǎn)到下方。 在較重的一處加重塊（如面快），直到葉輪能在任何位置都能停住。 c)稱出重塊，即為不平衡重量。要消除此不平衡重量。 由于葉輪上沒有安置平衡重塊的位置，所以不采用在較輕處加重塊，而是采取在加重塊處對面180°處消減同樣重要的方法，如用打磨的方法。2）測剩余不顯著不平衡：a）將葉輪圓周平分6 等份，并標上字號。 b）一次把標號位于水平位置上。 在標號處加重塊，直到開始轉(zhuǎn)動為止。 記下重塊重量。 同樣測出其余試加重量，繪成曲線，如圖2 所示。c）根據(jù)曲線求出葉輪的剩余不顯著平衡量：P=(P 最大—P 最小)/2g。同樣采取上述方法消減不平衡重量。通過此種方法基本可以使葉輪達到平衡滿足使用要求。

圖2 求剩余不顯著平衡量

3 結(jié)束語

凝結(jié)泵是干熄焦電站設(shè)備中關(guān)鍵設(shè)備之一，直接關(guān)系著發(fā)電效率及發(fā)電的安全性、穩(wěn)定可靠運行。日常使用維護過程中需倍加注意，使各種可能出現(xiàn)的故障隱患暴露在初始階段，并通過形式有效的方法減輕、消除故障隱患，保證干熄焦發(fā)電系統(tǒng)的正常、高效、安全、穩(wěn)定運行。