汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀原因分析及防范措施

周曉靜

摘 要：通過(guò)對(duì)300MW火電機(jī)組給水泵組的配置和運(yùn)行情況的調(diào)研，分析了汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀的原因，主要有中、低壓給水系統(tǒng)及泵芯包內(nèi)部清潔度差，給水泵芯包動(dòng)靜間隙小，啟動(dòng)時(shí)暖泵不良等，在此基礎(chǔ)上提出了泵組轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀的防范措施，如做好系統(tǒng)管道的沖洗工作，適當(dāng)加大給水泵動(dòng)靜間隙，泵組投運(yùn)前充分暖泵。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；給水泵；轉(zhuǎn)動(dòng)部件；卡澀

本電廠投產(chǎn)的300 MW 超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組配置了2 臺(tái)50% 容量的汽動(dòng)給水泵以及1臺(tái)50%容量的液力調(diào)速電動(dòng)給水泵。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)用汽動(dòng)給水泵，電動(dòng)給水泵通常只在機(jī)組啟動(dòng)或1 臺(tái)汽動(dòng)給水泵出現(xiàn)故障時(shí)才投用。汽動(dòng)給水泵在大型汽輪發(fā)電機(jī)組上得到廣泛應(yīng)用，但其在新建機(jī)組啟動(dòng)調(diào)試階段由于各方面條件的不完善，在啟動(dòng)時(shí)低速暖機(jī)或熱態(tài)停泵及盤(pán)車(chē)過(guò)程中容易造成泵組卡澀。一般在泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀后都采用蒸汽直接沖轉(zhuǎn)，但如果沖轉(zhuǎn)失敗則必須將給水泵芯包解體處理，因現(xiàn)場(chǎng)無(wú)拆卸專用工具而需將芯包返廠處理，其處理時(shí)間至少要4～7 天，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度。另外，強(qiáng)行沖轉(zhuǎn)時(shí)如果進(jìn)汽量控制不當(dāng)，將會(huì)對(duì)小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、葉片、聯(lián)軸器的工作壽命產(chǎn)生不利影響。為了使汽動(dòng)給水泵組調(diào)試和運(yùn)行順利進(jìn)行，以確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，本文針對(duì)機(jī)組啟動(dòng)調(diào)試和試生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的汽動(dòng)泵組啟動(dòng)或停止時(shí)泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀現(xiàn)象加以分析研究，找出行之有效的防范和解決辦法。

1 汽動(dòng)給水泵組的配置

本廠300 MW 超臨界機(jī)組引進(jìn)型給水泵制造廠家主要有沈陽(yáng)水泵廠引進(jìn)美國(guó)FPD 公司技術(shù)生產(chǎn)的HDB 型給水泵，驅(qū)動(dòng)給水泵的小汽輪機(jī)制造廠家是上海汽輪機(jī)廠，采用電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪減速裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。

2 泵組轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀原因分析

2.1設(shè)備及管道系統(tǒng)比較龐大和復(fù)雜

中、低壓給水系統(tǒng)及泵芯包內(nèi)部清潔度差新建機(jī)組的凝汽器、凝結(jié)水及給水系統(tǒng)在投運(yùn)前雖然進(jìn)行過(guò)水沖洗和堿洗，但由于設(shè)備及管道系統(tǒng)比較龐大和復(fù)雜，必然有一些死角和殘雜物存在，因此在投運(yùn)初期熱態(tài)運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常有焊渣、鐵銹等硬質(zhì)顆粒進(jìn)入泵體，加之給水泵芯包在制造時(shí)也容易遺留一些鑄砂、金屬屑之類的硬質(zhì)顆粒，這些微粒在通過(guò)泵內(nèi)級(jí)間水封間隙時(shí)，由于水流沖刷不夠而停滯，其尺寸與水封間隙相當(dāng)便塞住間隙，從而導(dǎo)致泵體動(dòng)靜部分研磨，造成泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀，尤其在汽動(dòng)泵組熱態(tài)停泵投低速盤(pán)車(chē)時(shí)易出現(xiàn)此類情況。一旦發(fā)生給水泵卡澀即難以盤(pán)動(dòng)，只能解體檢修或返廠處理，新機(jī)組在啟動(dòng)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)卡澀的給水泵大多數(shù)均在解體后發(fā)現(xiàn)有硬質(zhì)顆粒卡在動(dòng)靜間隙之間，這是造成泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀的主要原因。

2.2 給水泵芯包動(dòng)靜間隙不合理

除了硬質(zhì)顆粒雜質(zhì)造成給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀，芯包動(dòng)靜間隙尺寸不合理也會(huì)引起給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀。當(dāng)泵芯包動(dòng)靜間隙不足時(shí)，由于泵葉輪材質(zhì)為不銹鋼材料，最初硬質(zhì)顆粒進(jìn)入泵芯內(nèi)造成動(dòng)靜部分先磨損，最后演變成泵組芯包動(dòng)靜部位直接碰磨，特別是在低速盤(pán)車(chē)時(shí)，摩擦產(chǎn)生粘連或顆粒擠壓造成泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀。當(dāng)泵芯包動(dòng)靜間隙過(guò)大時(shí)，雖然不易發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀，但會(huì)使泵的容積損失增大，泵的效率降低，經(jīng)濟(jì)性變差，這也是不可取的。給水泵芯包動(dòng)靜間隙不合理主要有兩方面的原因：一方面是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)將間隙定得過(guò)小所致；另一方面，也可能是在芯包的制造、安裝及檢修過(guò)程中動(dòng)靜間隙調(diào)整不符合規(guī)定造成的。

2.3 啟動(dòng)時(shí)暖泵不良

通常，汽動(dòng)給水泵兩端幾乎都是由36 ℃左右的凝結(jié)水來(lái)提供密封水，當(dāng)給水溫度大于110 ℃時(shí)，啟動(dòng)汽動(dòng)給水泵組前必須進(jìn)行暖泵，暖泵水溫約為160 ℃，由于暖泵管徑較小，給水泵兩端的密封水壓力若調(diào)整不當(dāng)，溫度較低的密封水將進(jìn)入泵內(nèi)，造成泵體熱分層，引起筒體變形，使轉(zhuǎn)子靜擾度變大。

2.4 設(shè)計(jì)不合理，小汽輪機(jī)與水泵不匹配

小汽輪機(jī)要求在啟停時(shí)必須投低速盤(pán)車(chē)，而給水泵要求啟停時(shí)最好不盤(pán)車(chē)，如要盤(pán)車(chē)則需提高盤(pán)車(chē)速度，即對(duì)于給水泵需取消盤(pán)車(chē)或設(shè)計(jì)為高速盤(pán)車(chē)（盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速大于100 r/min）。但這種設(shè)計(jì)在新機(jī)組投運(yùn)初期或大修后初期還會(huì)出現(xiàn)一些投低速盤(pán)車(chē)就會(huì)使泵芯卡澀現(xiàn)象，使泵組不敢輕易投盤(pán)車(chē)，嚴(yán)重影響機(jī)組正常運(yùn)行，所以我廠已取消盤(pán)車(chē)裝置。

3 泵組轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀的防范措施

3.1 做好系統(tǒng)管道的沖洗工作

凝結(jié)水、除氧給水系統(tǒng)清潔是機(jī)組調(diào)試過(guò)程中一項(xiàng)十分重要的工作，因此在試運(yùn)初期，應(yīng)對(duì)低壓給水管路、高壓給水管路、暖泵水管路等各管路系統(tǒng)進(jìn)行分段水沖洗，并適當(dāng)加大管路水沖洗時(shí)間，不能留有死角存在，最終確保給水泵前的管道系統(tǒng)和設(shè)備無(wú)雜質(zhì)殘留。另外，應(yīng)重視前置泵及給水泵進(jìn)口濾網(wǎng)的制造及安裝工藝質(zhì)量，并在運(yùn)行初期勤檢查、勤沖洗清理，以確保給水泵安全可靠運(yùn)行。

3.2 確保泵芯包留有合理的動(dòng)靜間隙

合理的動(dòng)靜間隙對(duì)泵組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。除了制造廠在制造過(guò)程中需要優(yōu)化工藝，確保泵芯包動(dòng)靜間隙符合設(shè)計(jì)要求外，在泵組安裝和檢修過(guò)程中要按規(guī)定調(diào)整動(dòng)靜間隙，并確保間隙均勻減少轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀的發(fā)生的幾率。

3.3 泵組投運(yùn)前充分暖泵

在泵組試運(yùn)前，應(yīng)對(duì)暖泵系統(tǒng)的各閥門(mén)及管路進(jìn)行檢查，若達(dá)不到廠家的要求需對(duì)孔板尺寸重新確定，以保證暖泵系統(tǒng)工作正常。在暖好泵的情況下，用提前啟動(dòng)前置泵的方法對(duì)給水泵進(jìn)行大流量暖泵處理，待泵體上下殼溫度差小于20 ℃后再啟動(dòng)給水泵。另外，按設(shè)計(jì)要求增加暖泵時(shí)間，在時(shí)間允許的情況下不間斷地進(jìn)行暖泵，控制好密封水壓差確保泵體暖得充分，避免發(fā)生熱分層現(xiàn)象。泵組投入運(yùn)行后，應(yīng)仔細(xì)檢查地腳螺栓有無(wú)松動(dòng)，熱脹滑銷是否正常，必要時(shí)應(yīng)采用相應(yīng)措施調(diào)整。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，本電廠300 MW 機(jī)組引進(jìn)型給水泵制造廠家生產(chǎn)的給水泵基本可以滿足機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際需要，運(yùn)行管理水平有很大的提高，近2 年沒(méi)有因給水泵產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生大的事故，但是在新投產(chǎn)機(jī)組中仍然可能存在汽動(dòng)給水泵組卡澀現(xiàn)象的發(fā)生。其中，大部分卡澀是由于中低壓給水系統(tǒng)清潔度差造成的。因此，做好試運(yùn)前期工作，減少中、低壓給水管道中的硬質(zhì)顆粒是防止汽動(dòng)給水泵卡澀的重要措施。但是，對(duì)于低速盤(pán)車(chē)汽泵的防卡從某種角度講可能比高速盤(pán)車(chē)的更難防范。另外，從目前給水泵的密封水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)看也存在著卡泵的隱患，如凝結(jié)水溫度較低讓其作為密封水進(jìn)入給水泵軸端后有可能會(huì)引起泵軸局部區(qū)域冷卻過(guò)快而變形，這些問(wèn)題仍有待進(jìn)一步分析、探討。