電泵推力軸承燒毀事故分析

何振宇 李磊 左川

摘要：本文描述了某電廠電動(dòng)給水泵在運(yùn)行過(guò)程中推力瓦燒損前后的動(dòng)態(tài)過(guò)程，并對(duì)這一過(guò)程做了詳細(xì)的分析與比較.指出了造成推力瓦燒損的根本原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。由于電動(dòng)給水泵熱態(tài)啟動(dòng)比較常見(jiàn)，因此這類事故的原因、過(guò)程、結(jié)果與處理方法對(duì)其它機(jī)組防止此類事故有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)給水泵；推力瓦；事故分析

0.前言：

某電廠新建工程2×1000MW機(jī)組采用東方汽輪機(jī)廠有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的N1000-26.25/600/600，超超臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)。每臺(tái)機(jī)組設(shè)置兩臺(tái)50%容量汽動(dòng)給水泵，兩臺(tái)機(jī)組共設(shè)一臺(tái)啟動(dòng)用電動(dòng)定速給水泵組，容量為30%BMCR。給水泵是沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)核電泵業(yè)有限公司制造的水平、多級(jí)、筒體式殼體并具有整抽式芯包的離心泵。在調(diào)試過(guò)程中，發(fā)生了推力瓦燒損的事故。本文對(duì)此事故進(jìn)行了總結(jié)和分析。

1.事故經(jīng)過(guò)：

2015年12月30日，1號(hào)機(jī)組負(fù)荷500MW，運(yùn)行人員檢查電泵啟動(dòng)條件：電泵油站運(yùn)行正常，潤(rùn)滑油壓0.33MPa；電泵機(jī)封水投入正常，凝結(jié)水壓力2.9MPa；工業(yè)冷卻水投入正常，冷卻水壓力0.42MPa；電泵入口電動(dòng)門全開(kāi)；電泵出口電動(dòng)門全關(guān)；電泵再循環(huán)管路導(dǎo)通，再循環(huán)調(diào)閥及前后手動(dòng)門均全開(kāi)；除氧器液位正常2031mm，除氧器壓力0.55MPa，除氧器水溫160℃，電泵前置泵入口壓力0.79MPa，電泵入口壓力0.79MPa。

22：36：48運(yùn)行人員啟動(dòng)電泵，電泵啟動(dòng)電流898A，運(yùn)行電流360A，電泵入口壓力2.29MPa，電泵出口壓力18.27MPa，電泵流量308t/h，轉(zhuǎn)速、油壓、瓦溫、機(jī)封水溫度、軸向位移等其余參數(shù)均正常。22：40：36啟泵后約3分48秒，電泵軸向位移突變，由0.26mm變?yōu)?2.00mm。

22：41：39電泵推力瓦非驅(qū)動(dòng)端、驅(qū)動(dòng)端溫度同時(shí)快速上升。軸向位移再由-2.00mm變?yōu)?2.70mm。22：44：05啟泵后約7分17秒，運(yùn)行人員遠(yuǎn)方操作停電泵。此時(shí)電泵推力瓦非驅(qū)動(dòng)端溫度254℃，驅(qū)動(dòng)端溫度91℃。在電泵惰走的過(guò)程中，電泵推力瓦非驅(qū)動(dòng)端溫度，依然持續(xù)上漲，并于22：44：23至最高297℃。電泵啟動(dòng)前、后隨時(shí)間變化的詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表1：

電泵解體后，推力瓦非驅(qū)動(dòng)端磨損嚴(yán)重，推力瓦和推力盤非驅(qū)動(dòng)端圖片如下：

2.事故分析：此次電泵啟動(dòng)前條件檢查，運(yùn)行人員均按照規(guī)程說(shuō)明和廠家說(shuō)明書(shū)進(jìn)行準(zhǔn)備操作，包括潤(rùn)滑油壓，軸承回油，機(jī)封冷卻水，工業(yè)冷卻水，除氧器液位，電泵再循環(huán)管路等均檢查投入正常。此次啟泵后3分48秒之前，電泵運(yùn)行平穩(wěn)，除流量和運(yùn)行電流呈逐漸減小趨勢(shì)，其余運(yùn)行參數(shù)正常，就地未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。啟泵3分48秒后，軸向位移突變，推力瓦非驅(qū)動(dòng)端溫度開(kāi)始上漲。啟泵4分50秒后，推力瓦非驅(qū)動(dòng)端、驅(qū)動(dòng)端溫度開(kāi)始明顯、快速上漲，軸向位移再次突變，同時(shí)電泵運(yùn)行電流開(kāi)始增大。該次啟泵工況與以往的區(qū)別：除氧器水溫與泵體腔室溫度相差較大。啟泵前，電泵上、下腔室溫度為11.6℃、10.9℃，除氧器水溫160℃。啟泵后，22：42：07，泵體上腔室溫度11.6℃，才開(kāi)始緩慢上升。22：44：07，上腔室溫度升至17.7℃。而泵下腔室溫度在停泵之前整個(gè)過(guò)程維持不變。該次事故發(fā)生可能原因是電泵沒(méi)有暖泵系統(tǒng)，未進(jìn)行暖泵操作。分析：首先，除氧器水溫與電泵本體有近150℃的溫差；該電泵設(shè)計(jì)為前置泵與主泵同軸，定速啟動(dòng)，啟動(dòng)后電泵瞬間達(dá)到滿出力，電泵轉(zhuǎn)速4813rpm，出口壓力18.27MPa，流量308t/h。那么，在泵啟動(dòng)后，介質(zhì)溫度與泵體溫差大，使得熱水對(duì)泵體本身有一個(gè)較大的熱沖擊，加上啟泵工況變化劇烈，未有足夠的時(shí)間在低轉(zhuǎn)速下進(jìn)行暖泵，極易導(dǎo)致泵體本身各部件加熱程度相差較大，熱變形程度不一致；另外查閱廠家說(shuō)明書(shū)，電泵各部件間隙較?。ā?.6mm），若各部件發(fā)生較大且不均勻熱變形，一方面會(huì)導(dǎo)致泵本體動(dòng)靜間隙碰磨，容易抱死；另一方面會(huì)導(dǎo)致平衡機(jī)構(gòu)失靈，軸向推力均施加在推力瓦上，造成過(guò)載燒瓦。。

3.應(yīng)對(duì)措施：1）該電泵設(shè)計(jì)為30%負(fù)荷啟動(dòng)用電泵，在啟動(dòng)初期使用。當(dāng)汽泵代替電泵出力后，電泵停止使用。除氧器熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，且未經(jīng)過(guò)暖泵操作，不允許啟動(dòng)電泵。

2）現(xiàn)有電泵運(yùn)行系統(tǒng)，設(shè)計(jì)院未設(shè)計(jì)任何暖泵系統(tǒng)。考慮到電泵需要在熱態(tài)時(shí)啟動(dòng)，應(yīng)通知設(shè)計(jì)院根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件設(shè)計(jì)一安全、可靠、方便的暖泵系統(tǒng)。（可以考慮正暖、倒暖兩套方案。）

3）查閱電泵使用說(shuō)明書(shū)，沈泵廠家并未對(duì)該電泵的暖泵操作有任何特殊說(shuō)明。因此為了運(yùn)行人員的安全操作，要求廠家提供關(guān)于該電泵具體詳細(xì)的暖泵說(shuō)明。例如：1）電泵泵體上、下腔室溫差多大時(shí)，需要進(jìn)行暖泵；2）除氧器水溫與泵體溫度相差多大時(shí)，需要進(jìn)行暖泵；3）暖泵操作時(shí)，泵體溫度變化速率控制在多少，等等。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司.《電動(dòng)給水泵說(shuō)明書(shū)》

[2]廣東電力設(shè)計(jì)院.《電動(dòng)給水泵系統(tǒng)圖》

[3]廣東電力設(shè)計(jì)院.《鍋爐給水系統(tǒng)圖》