超臨界鍋爐爐水循環(huán)泵損壞原因探討

【摘要】某公司承建的海外EPC項(xiàng)目某項(xiàng)目采用某鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的660MW超臨界變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵的直流鍋爐，BMCR工況下對應(yīng)的壓力為25.4MPa，汽溫為571℃，蒸汽流量為2115t/h，爐水循環(huán)泵為德國某公司生產(chǎn)的型號為LUVAK 250-300/1型循環(huán)泵，在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)了多臺(tái)爐水循環(huán)泵損壞超溫現(xiàn)象?，F(xiàn)對爐水循環(huán)泵損壞事故進(jìn)行詳細(xì)的分析，為其他項(xiàng)目提供借鑒和預(yù)防。

【關(guān)鍵詞】爐水循環(huán)泵；超溫

一、事故過程描述

1.2011年11月26日00：02左右啟動(dòng)#6鍋爐爐水循環(huán)泵，發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵電機(jī)冷卻水溫度不斷上升至55℃，于2011年11月26日00：15：左右停運(yùn)。隨后拆開循環(huán)泵濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)有黑色的泥狀堵塞物，清理濾網(wǎng)并恢復(fù)。2011年11月26日06：15分左右再次啟動(dòng)循環(huán)泵，發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵電機(jī)電流和冷卻水溫度上升很快，最高電流49.87A，最高冷卻水溫度54.10℃，于2011年11月26日06：22停運(yùn)。隨后拆開循環(huán)泵濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)內(nèi)又有黑色的泥狀堵塞物，并且電機(jī)腔室內(nèi)也有褐色的泥狀物。對電機(jī)腔室用除鹽水進(jìn)行水沖洗，又沖洗30分鐘后，水色正常；對濾網(wǎng)進(jìn)行再次清洗，完成后恢復(fù)。2011年11月26日17：25左右，啟動(dòng)循環(huán)泵，發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵電機(jī)電流和冷卻水溫度波動(dòng)大，最高電流56.17A，最高冷卻水溫度55.85℃，于2011年11月26日17：32停運(yùn)。

2.#7鍋爐已經(jīng)移交業(yè)主運(yùn)行，2011年12月3日13：15分，由于A一次風(fēng)機(jī)潤滑油站由遠(yuǎn)控切換至就地，風(fēng)機(jī)跳閘，業(yè)主手動(dòng)降負(fù)荷，由于汽機(jī)側(cè)汽泵遙控失靈，導(dǎo)致給水量下降，鍋爐側(cè)水冷壁垂直段壁溫上升至532℃，MFT動(dòng)作，于2011年12月3日13：27分機(jī)組停運(yùn)。隨后業(yè)主對一次風(fēng)機(jī)和汽泵遙控進(jìn)行處理，處理好后于2011年12月3日13：43分左右啟動(dòng)爐水循環(huán)泵，發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵電機(jī)冷卻水溫度不斷上升至69℃，于2011年12月3日13：47分左右循環(huán)泵跳閘。2011年12月3日14：05分左右再次啟動(dòng)爐水循環(huán)泵，發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵電機(jī)冷卻水溫度不斷上升至60.18℃，于2011年12月3日14：06左右循環(huán)泵停運(yùn)。隨后拆開循環(huán)泵濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)有黑色的泥狀堵塞物，清理濾網(wǎng)并恢復(fù)。2011年12月3日16：40左右，啟動(dòng)循環(huán)泵，發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵電機(jī)冷卻水溫度升高，最高冷卻水溫度60℃，于2011年16：45分左右停運(yùn)。判斷爐水循環(huán)泵推力盤出現(xiàn)問題，爐水循環(huán)泵不拆解，不使用循環(huán)泵鍋爐點(diǎn)火機(jī)組啟動(dòng)，等配件到場后對爐水循環(huán)泵維修處理。

3.2011年12月1日，在爐水循環(huán)泵廠代指導(dǎo)下，對#6機(jī)組爐水循環(huán)泵進(jìn)行了更換，并調(diào)試合格后投用。2011年12月4日，#6機(jī)組因鍋爐爆管停運(yùn)，2011年12月6日，清理循環(huán)泵濾網(wǎng)，于2011年12月7日，化驗(yàn)電機(jī)冷卻水（PH值6.6，固體顆粒含量0.25ppm）合格后恢復(fù)系統(tǒng)。2011年12月9日1：20左右，啟動(dòng)爐水循環(huán)泵，發(fā)現(xiàn)電流穩(wěn)定，溫度上升很快，于2011年12月9日1：34分左右停泵，最高溫度50℃。判斷爐水循環(huán)泵推力盤故障，試運(yùn)指揮部決定不使用循環(huán)泵啟動(dòng)鍋爐點(diǎn)火機(jī)組啟動(dòng)，等配件到場后對爐水循環(huán)泵維修處理。

二、事故原因分析

通過與國內(nèi)某檢修公司開展的關(guān)于爐水循環(huán)泵研討會(huì)，結(jié)合該項(xiàng)目爐水循環(huán)泵的實(shí)際情況，經(jīng)綜合分析，確定該公司的爐水循環(huán)泵的設(shè)計(jì)缺陷為主要原因，具體分以下三方面：

1.電機(jī)過濾器設(shè)計(jì)缺陷

該爐水循環(huán)泵電機(jī)設(shè)有內(nèi)置式過濾器，缺點(diǎn)為過流面積極小，極易堵塞循環(huán)水路，堵塞后造成冷卻循環(huán)水流量減小，使得電機(jī)內(nèi)部循環(huán)水溫度過高而引起故障。另外在這些雜物中含有鐵質(zhì)顆粒，一旦進(jìn)入電機(jī)推力軸承及導(dǎo)軸承摩擦副間，將加速軸承的磨損，如果冷卻水流量不足造成“干磨”現(xiàn)象，會(huì)直接造成軸承損壞。

2.葉輪無水推力平衡孔

該爐水循環(huán)泵葉輪無水推力平衡孔，運(yùn)行時(shí)葉輪將給轉(zhuǎn)子軸系一個(gè)向上的推力F，見下圖。在此推力F的作用下，轉(zhuǎn)子軸系將向上拉動(dòng)推力盤壓緊上止推塊運(yùn)行，因此將加劇推力盤上承磨面及上止推塊的磨損。

3.推力軸承循環(huán)水流道設(shè)計(jì)缺陷

電機(jī)推力軸承冷卻水流道設(shè)計(jì)偏小，同時(shí)在軸向推力F的作用下，轉(zhuǎn)子軸系將向上拉動(dòng)推力盤壓緊上止推塊運(yùn)行，致使滑動(dòng)軸承表面潤滑水流量減少，推力瓦表面水膜形成較困難，推力瓦潤滑條件變差，加劇推力盤上承磨面及上止推塊的磨損直至損壞。

三、糾正（預(yù)防）措施

（一）針對該項(xiàng)目的爐水循環(huán)泵的技改措施：

1.增加外置過濾器，加大過濾面積，避免濾網(wǎng)堵塞。

2.在葉輪上鉆水推力平衡孔。

3.對推力軸承循環(huán)水流道改造。

（二）對公司后續(xù)項(xiàng)目的預(yù)防措施：

1.在設(shè)計(jì)階段審核鍋爐廠配套的爐水循環(huán)泵，如再選擇該公司的爐水循環(huán)泵要求采用改進(jìn)型的循環(huán)泵型號，或選擇其它公司的優(yōu)良產(chǎn)品（要求具有成熟的技術(shù)和穩(wěn)定運(yùn)行的業(yè)績）。

2.嚴(yán)格按照廠家要求安裝和調(diào)試爐水循環(huán)泵。

3.在施工過程中控制好系統(tǒng)清潔度：

a.對所有受熱面的封口做好監(jiān)督檢查，及時(shí)恢復(fù)封口措施脫落的情況。b.受熱面的通球應(yīng)由安排專人管理，對通球用球統(tǒng)一編號，統(tǒng)一發(fā)放回收，建立詳細(xì)的鋼球收發(fā)記錄。c.對地面組合焊接后可進(jìn)行二次通球的管排要進(jìn)行二次通球，檢驗(yàn)焊口是否有內(nèi)凸超標(biāo)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)處理并做好檢查處理記錄。d.對于管排和集箱組合件，在吊裝前再次進(jìn)行吹掃以確保內(nèi)部清潔無雜物。e.管道焊接過程中嚴(yán)禁施工人員將各種物件放入管道內(nèi)，如焊絲、焊條、銼刀、磨頭等；如磨頭等雜物不甚掉入管道，應(yīng)及時(shí)通知處理，不得隱瞞。f.管道對口前檢查內(nèi)部確認(rèn)清潔無雜物。g.受熱面集箱焊口焊接結(jié)束前，應(yīng)在集箱兩段合適位置預(yù)留一個(gè)手孔或2-3個(gè)管口，安排專人用內(nèi)窺鏡對集箱內(nèi)部進(jìn)行檢查確保無雜物。

4.嚴(yán)格控制酸洗和吹管質(zhì)量，并做好系統(tǒng)割管檢查，確保系統(tǒng)內(nèi)部清潔無雜物。

5.鍋爐水沖洗合格后再啟動(dòng)爐水循環(huán)泵。

6.每次停爐后對循環(huán)泵濾網(wǎng)進(jìn)行清理。