1000MW二次再熱機(jī)組汽動(dòng)給水泵泵軸抱死原因分析及預(yù)防

繆希希，許海雷，孫 斌

(國電泰州發(fā)電有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

泰州電廠二期2×1000MW超超臨界機(jī)組給水系統(tǒng)設(shè)置2臺(tái)50%容量的汽動(dòng)給水泵，汽動(dòng)給水泵是德國KSB公司生產(chǎn)的CHTD7/6型泵，為臥式、單吸、六級(jí)筒體式離心泵。節(jié)段式的內(nèi)殼體防止泵在低轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)子和靜止部件的接觸。前置泵由給水泵軸通過減速齒輪驅(qū)動(dòng)，安裝在給水泵的軸端。汽泵前置泵是上海KSB水泵廠生產(chǎn)的YNK300/680型離心泵，為臥式、雙吸、單級(jí)、軸向分開式。

小汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠設(shè)計(jì)制造ND(Z)89/84/06型變轉(zhuǎn)速凝汽式汽輪機(jī)。機(jī)組正常運(yùn)行負(fù)荷區(qū)間采用五抽汽源，高負(fù)荷階段且機(jī)組供熱量較大時(shí)，需要汽泵組較高轉(zhuǎn)速，二次冷再的高壓汽源參與調(diào)節(jié)，機(jī)組停運(yùn)階段低壓汽源由五抽切換至輔助蒸汽，調(diào)試和啟動(dòng)用汽源采用輔助蒸汽。

1 汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)軸抱死的原因

汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)軸抱死的主要原因有以下幾類：

(1)為了提高汽動(dòng)給水機(jī)組的運(yùn)行效率，給水泵芯包動(dòng)靜間隙一般都設(shè)計(jì)的偏小，從而容易引起動(dòng)靜碰磨。

超超臨界機(jī)組的給水泵動(dòng)靜間隙一般較小(一般在0.4mm)，這樣雜質(zhì)顆粒更容易卡在這些間隙中。汽動(dòng)給水泵啟動(dòng)前需低速盤車暖機(jī)，在泵組低速盤車時(shí)，更易造成泵芯抱死。

(2)調(diào)試期間凝結(jié)水、給水系統(tǒng)水質(zhì)較差，有硬質(zhì)機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)，導(dǎo)致泵軸抱死。

新機(jī)組調(diào)試時(shí)，凝汽器、凝水管道、除氧器及加熱汽源管道、給泵進(jìn)出口給水管道、再循環(huán)管道等，在投運(yùn)前都經(jīng)過了水沖洗和堿洗，但是由于系統(tǒng)管道較為復(fù)雜，大流量沖洗仍然會(huì)有雜質(zhì)殘存以及死角區(qū)域，且水、堿洗后管道改接過程中帶入雜質(zhì)，如焊渣、鐵銹等硬質(zhì)顆粒積存在系統(tǒng)中進(jìn)入泵體。汽泵組盤車轉(zhuǎn)速為80r/min，葉輪的低速旋轉(zhuǎn)對(duì)泵體內(nèi)的介質(zhì)起到攪動(dòng)作用，加之較低的汽泵轉(zhuǎn)速使得泵內(nèi)的通流量很小，泵內(nèi)積存的帶硬質(zhì)顆粒的給水不斷攪拌，硬質(zhì)顆粒隨水流進(jìn)入到密封環(huán)等泵內(nèi)的動(dòng)靜結(jié)合面，從而導(dǎo)致動(dòng)靜部位的卡澀研磨，摩擦產(chǎn)生的熱量引起塑形形變最終導(dǎo)致動(dòng)靜部位的直接碰磨，造成泵軸抱死。

(3)材料與施工。系統(tǒng)設(shè)備的制造選材，設(shè)備本身的潔凈度、管道的制造工藝好差是基礎(chǔ)，電建公司在設(shè)備換接安裝工藝上的質(zhì)量，是否按照要求安裝動(dòng)靜間隙、是否按照要求對(duì)前置泵進(jìn)口濾網(wǎng)目數(shù)與動(dòng)靜間隙的大小匹配也是泵軸抱死的隱患所在。

2 預(yù)防措施

2.1 凝水、給水系統(tǒng)清潔

凝水、給水系統(tǒng)的清潔，能保持汽動(dòng)給水泵的安全和效率。新機(jī)組調(diào)試中，凝汽器、凝水加熱器管道、除氧器、泵組進(jìn)出口管道、給泵再循環(huán)管道都必須進(jìn)行充分的化學(xué)水洗、堿洗；至除氧器加熱的輔汽、五抽管道在輔汽聯(lián)箱蒸汽吹管時(shí)完成；進(jìn)入凝汽器的各管路，包括各蒸汽疏水管道以及低旁管道進(jìn)行人工清理，疏水立管及各加熱器疏水管道逐個(gè)進(jìn)行水清洗，待水質(zhì)合格后方可回收。汽動(dòng)給水泵中間抽頭管道也可通過爐側(cè)減溫水管道短接沖洗。

泰州電廠二期2×1000MW超超臨界機(jī)組整套啟動(dòng)前對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行了化學(xué)清洗，消除系統(tǒng)內(nèi)在制造、運(yùn)輸、安裝過程中產(chǎn)生的油污、焊渣、氧化皮和腐蝕產(chǎn)物，并在金屬表面形成良好的保護(hù)膜?；瘜W(xué)清洗包括水沖洗、堿洗、復(fù)合酸清洗。

2.1.1 水沖洗回路

(1)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→再循環(huán)管→凝汽器→熱井排水。

(2)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→10號(hào)-9號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8、7、6號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→排水。

(3)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→10號(hào)-9號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8、7、6號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→除氧水箱→除氧器溢放水→排水母管。

(4)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→10號(hào)-9號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8號(hào)、7號(hào)、6號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→除氧水箱→除氧器溢放水→6號(hào)低加危急疏水→7號(hào)-8號(hào)低加汽側(cè)沖洗→凝汽器。

(5)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→臨時(shí)管→高加及旁路→主給水旁路→臨時(shí)排放。

(6)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→臨時(shí)管→高加及旁路→省煤器進(jìn)口→水冷壁→分離器→貯水箱(→排放)→過熱器系統(tǒng)→臨時(shí)管→排水母管。

7)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→臨時(shí)管→1號(hào)高加危急疏水→2號(hào)高加汽側(cè)→3號(hào)高加汽側(cè)→4號(hào)高加汽側(cè)→除氧水箱→除氧器溢放水→排水母管。

2.1.2 堿洗回路

(1)堿洗1回路：(凝汽器系統(tǒng)堿洗回路)

凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→再循環(huán)管→凝汽器。

(2)堿洗2回路：(凝結(jié)水系統(tǒng)堿洗回路)

凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→10號(hào)-9號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8號(hào)、7號(hào)、6號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→除氧水箱→溢放水管→清潔水箱→清潔水泵→凝汽器。

(3)堿洗3回路：(低壓加熱器汽側(cè)堿洗回路)

除氧水箱→溢放水管→臨時(shí)門→6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)低加汽側(cè)→凝汽器。

(4)堿洗4回路(高壓加熱器汽側(cè)堿洗回路)

主蒸汽管道→臨時(shí)管→臨時(shí)門→4號(hào)-1號(hào)高壓加熱器汽側(cè)→凝汽器。

(5)堿洗5回路：(高壓加熱器水側(cè)及鍋爐本體堿洗回路)

凝汽器→凝泵→除氧器上水→4號(hào)-1號(hào)高壓加熱器(A/B側(cè))→ 給水操作臺(tái)→省煤器→水冷壁→啟動(dòng)分離器→過熱器→主蒸汽管道→溢放水管→除氧水箱→凝汽器(期間啟動(dòng)爐水泵)。

2.1.3 復(fù)合酸清洗及鈍化回路

除氧器→臨時(shí)清洗泵→臨時(shí)管→高加及旁路→省煤器進(jìn)口→水冷壁→分離器→貯水箱→過熱器→臨時(shí)管→除氧器上水門→10號(hào)-9號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8號(hào)、7號(hào)、6號(hào)低壓加熱器水側(cè)及旁路→除氧水箱(期間爐水循環(huán)泵啟動(dòng))。

除化學(xué)清洗外,凝泵進(jìn)口濾網(wǎng)以及前置泵進(jìn)口濾網(wǎng)選擇合適的目數(shù)，運(yùn)行中監(jiān)測(cè)好濾網(wǎng)差壓、出口壓力以及電流等各參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)隔離清理，清理中認(rèn)真確認(rèn)濾網(wǎng)完好無破損和過大間隙。

若初期投運(yùn)，除氧器以及給水管道內(nèi)比較臟污，為防止凝水至除氧器上水后，除氧器內(nèi)硬質(zhì)顆粒隨水流進(jìn)入泵內(nèi)，可先利用凝結(jié)水雜用戶至汽泵浮動(dòng)環(huán)密封水源對(duì)給水泵注水，密封水壓力經(jīng)過泵及各管道彎頭，可能無法注滿整個(gè)給水進(jìn)口管，可通過測(cè)點(diǎn)判斷給水泵內(nèi)已經(jīng)注滿水后，再使用前置泵進(jìn)口的啟動(dòng)注水對(duì)給水管道二次注水，直至溢流至除氧器，通過除氧器放水閥開式排放。這樣既可保持給水泵內(nèi)水質(zhì)不受污染，又可達(dá)到?jīng)_洗除氧器的效果。

2.2 調(diào)試期問盤車管理

調(diào)試期間導(dǎo)致泵軸抱死的原因是汽泵組低速盤車造成的。因此，一般新機(jī)組投產(chǎn)初期，采用不投運(yùn)盤車，待水質(zhì)確保清潔后泵組可靠運(yùn)行了再投運(yùn)盤車。主要注意事項(xiàng)如下：

(1)待汽泵組各啟動(dòng)條件滿足后，臨沖轉(zhuǎn)小機(jī)前再投入小機(jī)軸封系統(tǒng)，盡量縮短軸封投入到小機(jī)沖轉(zhuǎn)的時(shí)間，從而控制小機(jī)轉(zhuǎn)子在軸封處的熱彎程度，以改善沖轉(zhuǎn)時(shí)軸系振動(dòng)情況。

(2)汽泵組沖轉(zhuǎn)前應(yīng)充分暖泵，汽泵組允許啟動(dòng)條件之一是，給水泵上、下筒體溫差小于20℃，且除氧器內(nèi)水溫與給水泵下筒體溫度差小于50℃。

(3)小機(jī)沖轉(zhuǎn)后，視振動(dòng)等參數(shù)允許情況，盡快將轉(zhuǎn)速直接帶到1000r/min進(jìn)行暖機(jī)。暖機(jī)的時(shí)間主要取決于缸溫的上升情況和轉(zhuǎn)子振動(dòng)。一般應(yīng)通過暖機(jī)使轉(zhuǎn)子振動(dòng)控制在20μm以下，再提速至1500r/min，暖機(jī)正常后再提速至3000r/min進(jìn)行高速暖機(jī)。

(4)在試運(yùn)初期，運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視給水泵及前置泵進(jìn)口濾網(wǎng)的前后差壓以及泵出口壓力、小機(jī)調(diào)門開度等參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控濾網(wǎng)的運(yùn)行狀況，濾網(wǎng)差壓過大應(yīng)手動(dòng)打閘防止設(shè)備損壞。

(5)當(dāng)泵組跳閘或停運(yùn)時(shí)，在真空允許的情況下，可隔離小機(jī)排汽蝶閥，在機(jī)內(nèi)仍保持有小負(fù)壓時(shí)停運(yùn)小機(jī)軸封，防止防爆膜損壞。汽泵熱態(tài)停運(yùn)后，為防止汽泵組轉(zhuǎn)子熱彎曲，要嚴(yán)格控制泵體的上、下溫差，并將浮動(dòng)環(huán)密封水調(diào)節(jié)閥解手動(dòng)并關(guān)小至密封水回水溫度可承受的開度，以免過快冷卻泵體，造成上、下水溫分層。泵體必須放水，應(yīng)待泵體溫度降低后，在此之前應(yīng)隔離汽泵組。

(6)當(dāng)汽泵組停運(yùn)時(shí)間較長，而暖泵系統(tǒng)又不具備投運(yùn)條件，則需要隔離該汽泵靜置冷卻，防止起壓的除氧器從前置泵進(jìn)口、再循環(huán)管路等倒入泵中造成泵體上、下溫差增大。當(dāng)汽泵組檢修完畢后復(fù)役，而除氧器水溫很高，可用低溫的密封水對(duì)泵體進(jìn)行注水，考慮到密封水水壓有限，可用前置泵進(jìn)口的凝結(jié)水雜用戶來啟動(dòng)注水對(duì)前置泵及其進(jìn)口等剩余管道進(jìn)行二次注水，可以防止除氧器水溫對(duì)泵體的熱沖擊，然后再投暖泵系統(tǒng)，緩慢升溫。一旦泵組停運(yùn)后泵芯抱死，杜絕人為強(qiáng)行手動(dòng)盤車。

2.3 設(shè)備制造安裝上存在的缺陷

加強(qiáng)監(jiān)督管理，盡量避免系統(tǒng)設(shè)備制造、安裝工藝質(zhì)量上存在的問題，減少基建帶入管道泵內(nèi)的雜質(zhì)。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用合適辦法來權(quán)衡給泵與小汽機(jī)對(duì)盤車要求問題。

3 結(jié)語

防止超超臨界機(jī)組汽動(dòng)給水泵泵軸抱死的關(guān)鍵是保證調(diào)試階段凝結(jié)水、給水系統(tǒng)的水質(zhì)清潔。保證各管道沖洗和化學(xué)清洗等質(zhì)量。在系統(tǒng)投用時(shí)，逐段沖洗排放。一般在投運(yùn)初期不投用盤車系統(tǒng)，故應(yīng)考慮盤車不投運(yùn)工況的一些注意點(diǎn)。綜上所述，泰州二期二次再熱機(jī)組采取泵軸防抱死措施，該機(jī)組給水泵在調(diào)試中未出現(xiàn)異常，運(yùn)行良好。