汽泵油封損壞事故分析研究

李軍義++宋雨

摘 要：中國(guó)某電建工程公司承建印度大型燃煤電站項(xiàng)目，該項(xiàng)目采用2×50%汽動(dòng)給水泵，通過(guò)國(guó)內(nèi)某著名汽輪機(jī)廠G16-1.0型給水泵汽輪機(jī)進(jìn)行變速調(diào)節(jié)，給水泵采用國(guó)內(nèi)某公司的HPT300-340ⅡM-6S型號(hào)，在#5機(jī)降負(fù)荷準(zhǔn)備并停A汽泵的過(guò)程中，小機(jī)#3瓦（汽泵驅(qū)動(dòng)端）溫度快速升高，汽泵自動(dòng)跳機(jī)，經(jīng)對(duì)軸承進(jìn)行開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)#3瓦靠小機(jī)側(cè)油擋密封環(huán)損壞，動(dòng)靜環(huán)及汽泵轉(zhuǎn)子粘在一起，且油擋磨損汽泵轉(zhuǎn)子，形成 V 型槽。為做好經(jīng)驗(yàn)反饋，特對(duì)此次事故進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：汽動(dòng)給水泵 密封環(huán) 損壞 經(jīng)驗(yàn)反饋

中圖分類號(hào)：TM3 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（c）-0024-01

1 事故過(guò)程描述

2011年1月25日凌晨4點(diǎn)左右，在#5號(hào)機(jī)降負(fù)荷準(zhǔn)備并停A汽泵的過(guò)程中，小機(jī)轉(zhuǎn)速下降到4500r/min時(shí)（此時(shí)負(fù)荷降為500MW），#3號(hào)瓦（汽泵驅(qū)動(dòng)端）溫度快速升高，4min內(nèi)從64 ℃升高到了102 ℃，汽泵隨即自動(dòng)跳機(jī)。25日中午汽泵冷卻后對(duì)軸承進(jìn)行開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)#3瓦靠小機(jī)側(cè)油擋密封環(huán)損壞（該密封環(huán)為動(dòng)靜結(jié)構(gòu)，設(shè)備到場(chǎng)后未進(jìn)行過(guò)解體），動(dòng)靜環(huán)及汽泵轉(zhuǎn)子粘在一起，且油擋磨損汽泵轉(zhuǎn)子，形成 V型槽，其深達(dá)5 mm，寬達(dá)8 mm。

2 事故原因

事故原因?yàn)槠糜蛽趺芊猸h(huán)動(dòng)靜環(huán)間隙過(guò)小，在使用過(guò)程中發(fā)生碰撞并造成與汽泵轉(zhuǎn)子摩擦，碰磨產(chǎn)生的擠壓物將動(dòng)環(huán)擠離原工作位置，轉(zhuǎn)子與動(dòng)環(huán)摩擦產(chǎn)生熱量使動(dòng)環(huán)內(nèi)表面硬化，使其表面硬度大于轉(zhuǎn)子硬度，對(duì)轉(zhuǎn)子造成傷害，形成轉(zhuǎn)子上的溝槽。

第5級(jí)葉輪處銹片為長(zhǎng)期存放及運(yùn)輸過(guò)程中積水造成或在廠家發(fā)貨前就已存在。

殼體連接螺栓孔周圍沙粒為現(xiàn)場(chǎng)保存、運(yùn)輸過(guò)程不當(dāng)所造成。

3 分析過(guò)程

3.1 油系統(tǒng)分析

從開始濾油至事故發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)共進(jìn)行了3階段油樣檢測(cè)，第一階段為汽泵軸瓦恢復(fù)前，2次取油樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，結(jié)果都為NAS7級(jí)；取油樣送往印度孟買實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為NAS4級(jí)。之后開始汽泵軸瓦恢復(fù)。第二階段檢測(cè)：機(jī)組168開始前進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，結(jié)果為NAS6級(jí)。第三階段：事故發(fā)生后進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，結(jié)果為NAS6級(jí)。

現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)過(guò)程經(jīng)多方人員見(jiàn)證，孟買檢測(cè)地點(diǎn)為印度國(guó)家承認(rèn)的實(shí)驗(yàn)室。從三階段檢測(cè)報(bào)告看，油質(zhì)在廠家要求范圍之內(nèi)，不會(huì)對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行造成影響。

汽泵A與小機(jī)A公用一個(gè)潤(rùn)滑油箱，給水泵和給水泵汽機(jī)廠代分別參與了小機(jī)、汽泵的調(diào)試過(guò)程，在調(diào)試前后都未對(duì)油系統(tǒng)提出過(guò)任何異議。小機(jī)A自第一次試轉(zhuǎn)至今，未出現(xiàn)過(guò)任何問(wèn)題，油質(zhì)應(yīng)在可控范圍內(nèi)。

如果潤(rùn)滑油進(jìn)入雜質(zhì)，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中首先會(huì)對(duì)軸瓦造成損害，但從現(xiàn)場(chǎng)打開軸承蓋更換油封時(shí)的情況來(lái)看，軸瓦并無(wú)損傷。

汽動(dòng)給水泵組油系統(tǒng)于機(jī)組168前后應(yīng)總包單位專家組要求，一直堅(jiān)持板式濾油機(jī)保持在線濾油。

3.2 水系統(tǒng)分析

在給水系統(tǒng)調(diào)試前，首先對(duì)爐前系統(tǒng)進(jìn)行了堿洗，多方全程參與并監(jiān)督了此過(guò)程，系統(tǒng)清潔度在可控范圍內(nèi)。

在運(yùn)行過(guò)程中，試運(yùn)指揮部一直對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格，系統(tǒng)運(yùn)行階段連續(xù)對(duì)凝結(jié)水、除氧給水、蒸汽等取樣化驗(yàn)。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行正常，水質(zhì)應(yīng)在可控范圍內(nèi)。且在此汽泵組的調(diào)運(yùn)階段，廠代全程參與，并未對(duì)此提出過(guò)任何異議。

低壓給水濾網(wǎng)精度為40目，中壓給水濾網(wǎng)精度為60目，在運(yùn)行過(guò)程中，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)濾網(wǎng)前后差壓報(bào)警的現(xiàn)象。在安裝前、吹管完分別對(duì)所有濾網(wǎng)進(jìn)行了清理檢查，未發(fā)現(xiàn)損壞。

A、B汽泵供水來(lái)自同一個(gè)水源除氧器，B汽泵自運(yùn)行伊始至今，從未出現(xiàn)過(guò)任何異常現(xiàn)象。

7月7日廠家解體后發(fā)現(xiàn)，葉輪、平衡鼓等均無(wú)損壞，可說(shuō)明水質(zhì)在可控范圍內(nèi)。

1月27日、28日分別得到廠家關(guān)于油封損壞的意見(jiàn)和回復(fù)，提出磨損后的泵軸存在安全隱患，建議返廠修復(fù)處理。項(xiàng)目部在1月31日168滿負(fù)荷試運(yùn)行結(jié)束后，領(lǐng)用備件芯包進(jìn)行了更換，之后將更換下來(lái)的芯包運(yùn)輸至物資貨場(chǎng)并進(jìn)行了裝箱保存。

1月25日更換后續(xù)機(jī)組密封環(huán)，并重新啟動(dòng)。直至1月31日168滿負(fù)荷試運(yùn)行結(jié)束，運(yùn)行情況正常，#3號(hào)瓦溫正常。

3.3 設(shè)備分析

A汽泵第一次試轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)自由端機(jī)械密封漏水嚴(yán)重，經(jīng)與現(xiàn)場(chǎng)廠代溝通并提出缺陷單，在征得廠家同意后，領(lǐng)用了備件并在廠代的指導(dǎo)下進(jìn)行了機(jī)械密封的更換。

3.4 第五級(jí)葉輪處銹片、殼體連接螺栓孔周圍沙粒分析

更換下的芯包內(nèi)部存有積水，加之現(xiàn)場(chǎng)所處環(huán)境潮濕，長(zhǎng)時(shí)間存放及運(yùn)輸，可能導(dǎo)致第5級(jí)葉輪處產(chǎn)生銹片。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)芯包進(jìn)行更換后，首先存放在#5機(jī)組14.7 m平臺(tái)，之后將芯包退還至物資貨場(chǎng)并進(jìn)行了裝箱保存。在現(xiàn)場(chǎng)存放及退還運(yùn)輸過(guò)程中，可能會(huì)導(dǎo)致沙粒進(jìn)入。

汽泵自2010年1月份到貨至事故發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)未進(jìn)行過(guò)任何解體檢查，內(nèi)部存在的沙粒與銹片需進(jìn)一步分析原因所在。

3.5 初步判斷

事故原因?yàn)槠糜蛽趺芊猸h(huán)動(dòng)靜環(huán)間隙過(guò)小，在使用過(guò)程中發(fā)生碰撞并造成與汽泵轉(zhuǎn)子摩擦，碰磨產(chǎn)生的擠壓物將動(dòng)環(huán)擠離原工作位置，轉(zhuǎn)子與動(dòng)環(huán)摩擦產(chǎn)生熱量使動(dòng)環(huán)內(nèi)表面硬化，使其表面硬度大于轉(zhuǎn)子硬度，對(duì)轉(zhuǎn)子造成傷害，形成轉(zhuǎn)子上的溝槽。

第5級(jí)葉輪處銹片為長(zhǎng)期存放及運(yùn)輸過(guò)程中積水造成或在廠家發(fā)貨前就已存在。

殼體連接螺栓孔周圍沙粒為現(xiàn)場(chǎng)保存、運(yùn)輸過(guò)程不當(dāng)所造成。

4 責(zé)任界定

汽泵油擋密封環(huán)動(dòng)靜環(huán)間隙過(guò)小，設(shè)備存在問(wèn)題，廠家應(yīng)對(duì)此事件負(fù)主要責(zé)任。

設(shè)備在制造或運(yùn)輸存放過(guò)程中有雜質(zhì)進(jìn)入，加劇磨損造成油封動(dòng)環(huán)和轉(zhuǎn)子的損壞。

5 糾正預(yù)防措施

保證設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)存放、安裝時(shí)工作環(huán)境的潔凈、衛(wèi)生，避免雜質(zhì)和灰塵進(jìn)入設(shè)備。給水泵調(diào)試前要檢查并清理葉輪、油封、推力瓦等重點(diǎn)部位，保證其無(wú)沙粒、雜質(zhì)等異物。

保證濾油過(guò)程中的油質(zhì)合格，增加油質(zhì)檢驗(yàn)頻率。

加大監(jiān)造環(huán)節(jié)設(shè)備清潔度方面的審查，對(duì)泵內(nèi)部葉輪、油封、推力瓦及殼體腔的清潔的要重點(diǎn)檢查并記錄。

現(xiàn)場(chǎng)存放的設(shè)備要覆蓋、保管嚴(yán)密，對(duì)容易進(jìn)入內(nèi)部臟物的設(shè)備（泵）及管道要覆蓋其出入口，防止進(jìn)入異物。

參考文獻(xiàn)

[1] 范振寧.一起汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封損壞的故障分析[J].浙江電力，2005（3）：59-60，64.

[2] 李建東，母成革，柳青溪.給水泵機(jī)械密封損壞原因分析及預(yù)防策略[J].天津電力技術(shù)，2008（1）：29-33.

[3] 李春和.國(guó)產(chǎn)600MW超臨界機(jī)組汽泵跳閘的事故處理[J].電力科學(xué)與工程，2008（3）：75-76.endprint