某電廠給水泵平衡盤卡死原因分析

孫劍光

（佛山市南海綠電再生能源有限公司，廣東佛山 528200）

1 設(shè)備概況

某電廠除氧給水系統(tǒng)采用單母管制系統(tǒng)。除氧給水系統(tǒng)包括2臺(tái)除氧器、4臺(tái)電動(dòng)給水泵及相應(yīng)的管道、閥門、濾網(wǎng)等配件。兩臺(tái)除氧器出口通過低壓給水母管并聯(lián)，除氧后的水通過低壓給水母管進(jìn)到各臺(tái)給水泵。4臺(tái)電動(dòng)給水泵出口通過高壓給水母管并聯(lián)，高壓給水通過高壓母管輸送到鍋爐給水操作臺(tái)。每臺(tái)給水泵出口設(shè)有保持最小流量的再循環(huán)管，4條再循環(huán)管道通過再循環(huán)母管并聯(lián)，最終回到兩臺(tái)除氧器的水箱[1]。除氧給水系統(tǒng)系統(tǒng)圖見圖1。

圖1 除氧給水系統(tǒng)圖

給水泵型號(hào)MC50-220B/12，廠家為大連蘇爾壽泵及壓縮機(jī)有限公司，給水泵為單殼體徑向剖分多級(jí)節(jié)段臥式結(jié)構(gòu)，泵殼型式為兩端支承，軸承為自潤滑，內(nèi)裝集裝式平衡型單端面機(jī)械密封[2]。給水泵布置在汽機(jī)廠房內(nèi)，#2、4給水泵工頻運(yùn)行，#1、3給水泵變頻運(yùn)行，兩臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行情況下3臺(tái)給水泵運(yùn)行1臺(tái)給水泵備用，運(yùn)行給水泵在事故狀態(tài)下，備用系統(tǒng)能自動(dòng)投入運(yùn)行。

2 事情經(jīng)過

（1）3月30日10:50，#1、3給水泵變頻運(yùn)行，#3給水泵頻率86%，發(fā)現(xiàn)#3給水泵因?yàn)樨?fù)荷低，出現(xiàn)打悶泵的現(xiàn)象。

（2）10:53，主控遠(yuǎn)控將其停運(yùn)。

（3）10:58，主控遠(yuǎn)控又啟動(dòng)#3給水泵，頻率60%，就地檢查#3給水泵仍然無法起壓，但就地運(yùn)轉(zhuǎn)正常（DCS電流顯示為130 A）。

（4）11:03，因電流不正常，停止#3給水泵運(yùn)行。

（5）11:35，由于鍋爐負(fù)荷恢復(fù)正常，主控遠(yuǎn)控又啟動(dòng)#3給水泵，給予啟動(dòng)頻率，電流顯示340 A，停止#3給水泵運(yùn)行。

（6）11:36，因?yàn)閼岩蔀殡娏餍盘?hào)傳輸錯(cuò)誤，決定再次試啟動(dòng)，電流仍然顯示為340 A，立即停止3#給泵運(yùn)行。

（7）11:44，就地檢查3#給水泵變頻器、給水泵外觀，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常，啟動(dòng)3#給水泵，電流仍然顯示為340 A，檢查發(fā)現(xiàn)3#給水泵軸承未能轉(zhuǎn)動(dòng)，立即停止3#給水泵運(yùn)行。

（8）其后#3給水泵停電后人為盤軸，仍然不能使其轉(zhuǎn)動(dòng)，于是斷電掛牌聯(lián)系檢修。

圖2 改造后的除氧給水系統(tǒng)圖

3 設(shè)備損壞情況

4月3日，#3給水泵返廠解體檢查，情況如下：平衡鼓和平衡鼓套燒結(jié)卡死，泵軸彎曲，最大彎曲點(diǎn)在軸的中部，最大跳動(dòng)值0.105 mm，吸入段首級(jí)葉輪口環(huán)磨損，首級(jí)葉輪級(jí)出口口環(huán)燒結(jié)在葉輪上，第5、6、7級(jí)葉輪出口稍有磨損，機(jī)械密封和泵內(nèi)有臟物。

4 原因分析

（1）#1、3給水變頻泵投自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的邏輯是母管壓力跟蹤，轉(zhuǎn)速隨給水泵母管的壓力減少而升高，隨母管壓力的升高而降低。#1、3給水變頻泵投手動(dòng)運(yùn)行的邏輯是轉(zhuǎn)速跟蹤，泵轉(zhuǎn)速根據(jù)運(yùn)行人員的手動(dòng)設(shè)置運(yùn)行。在3月30日10:24，#3給水泵轉(zhuǎn)速和電流開始下降，而#1給水泵轉(zhuǎn)速和電流上升，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)給水母管壓力下降，#1給水變頻泵轉(zhuǎn)速投手動(dòng)，運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速到額定值運(yùn)行，#3給水變頻泵轉(zhuǎn)速投自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)#1給水泵轉(zhuǎn)速上升后給水母管壓力上升，#3給水泵轉(zhuǎn)速隨給水母管壓力上升而下降。

（2）#3給水泵從3月30日10:28開始至11:03第二次停泵期間，鍋爐給水總量約120 t/h左右，#1給水泵轉(zhuǎn)速和電流基本在接近額定值運(yùn)行，#1給水泵出口流量約為60 t/h，#2給水泵工頻運(yùn)行，#2給水泵出口流量約為60 t/h，#1、2給水泵的出口流量已基本滿足鍋爐的需要，可判斷#3給水泵處于打悶泵狀態(tài)，泵內(nèi)基本沒有流量通過。當(dāng)泵在小負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)（小于泵的最小流量值15.5 t/h時(shí)[2]），幾乎把所有的能量以熱能的形式傳遞給泵送介質(zhì)，液體將被加熱直至汽化，使得泵體內(nèi)部溫度升高，振動(dòng)和噪音加大，由于平衡鼓與平衡鼓套的間隙設(shè)計(jì)值很?。?.09～0.12 mm），口環(huán)間隙設(shè)計(jì)值也很?。?.15～0.17 mm），結(jié)果會(huì)導(dǎo)致平衡鼓和平衡鼓套干摩擦，葉輪和泵體口環(huán)干摩擦，泵體口環(huán)掉落，最終導(dǎo)致泵的損壞。詳見表1。

表1 給水泵參數(shù)

（3）11:03，第二次停泵時(shí)，泵體內(nèi)溫度較高，泵的冷卻時(shí)間時(shí)間不夠，泵的泵軸產(chǎn)生熱彎曲。11:35，第二次啟動(dòng)時(shí)由于泵軸產(chǎn)生熱彎曲導(dǎo)致平衡鼓和平衡鼓套卡死。

5 防范措施

（1）在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)重點(diǎn)監(jiān)視變頻給水泵的運(yùn)行狀況，當(dāng)變頻給水泵的電流小于某一數(shù)值時(shí)，及時(shí)調(diào)整工頻泵的流量（關(guān)小出口門），提高變頻泵的轉(zhuǎn)速，增加變頻泵的流量，使變頻泵不要低于最小流量值運(yùn)行，必要時(shí)，可停止一臺(tái)給水泵運(yùn)行。

（2）增加變頻給水泵的報(bào)警邏輯，當(dāng)變頻給水泵的電流和轉(zhuǎn)速低于某一數(shù)值時(shí)，變頻給水泵電流和轉(zhuǎn)速報(bào)警，提醒運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整，對(duì)變頻給水泵實(shí)行多重保護(hù)。

6 改造效果

（3）給水系統(tǒng)上的改造：1）原給水泵再循環(huán)管從逆止門后接出，再循環(huán)管起不了作用，改為接至泵的出口逆止門前的管道；2）在泵的出口逆止門后加裝流量計(jì)，及時(shí)監(jiān)視泵的出口流量；3）增加給水泵流量邏輯，當(dāng)泵的出口流量小于泵的最小流量值15.5 t/h時(shí)，再循環(huán)門打開，保證泵不要低于最小流量值運(yùn)行；4）把泵的出口壓力變送器接出從原來的出口電動(dòng)門后改為泵的出口逆止門前，使運(yùn)行人員啟泵或倒泵時(shí)及時(shí)監(jiān)視泵的出口壓力情況。改造后的除氧給水系統(tǒng)系統(tǒng)圖見圖2。

除氧給水系統(tǒng)系統(tǒng)改造后，經(jīng)過一年多的正常運(yùn)行，再未發(fā)生過給水泵卡死、汽化現(xiàn)象，收到了良好的效果，保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

［1］佛山市南海綠電再生能源有限公司.汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程［Z］.2012.

［2］大連蘇爾壽泵及壓縮機(jī)有限公司.MC50-220B/12給水泵說明書［Z］.2010.