循環(huán)水泵的改進(jìn)

金英杰

（東糖集團(tuán)三聯(lián)熱電有限公司，廣東東莞 523243）

0 引言

火電廠循環(huán)水系統(tǒng)的主要作用是向凝汽器及機(jī)組其他輔助設(shè)備提供冷卻水。循環(huán)水系統(tǒng)有開式及閉式兩種供水方式，東糖集團(tuán)三聯(lián)熱電有限公司采用開式供水系統(tǒng)，循環(huán)水泵直接從水源上游取水，用水后排入下游。循環(huán)水泵做為火電機(jī)組的重要輔助設(shè)備，其安全運(yùn)行對火電廠的正常運(yùn)行起著重要作用。

1 循環(huán)水泵初始設(shè)計(jì)

2臺機(jī)組共有4臺1200HLBK-16型立式斜流泵。技術(shù)參數(shù)：額定流量為10 692 m3/h，揚(yáng)程16 m ，轉(zhuǎn)速495 r/min，軸功率536 kW，配套電機(jī)功率700 kW。該型泵的結(jié)構(gòu)為主軸帶護(hù)管與抽送介質(zhì)相隔離，以保護(hù)主軸和導(dǎo)軸承不受磨損，從泵出口引水并通過過濾和加壓后，作為導(dǎo)軸承的冷卻潤滑水；上下主軸共有3個導(dǎo)軸承，導(dǎo)軸承的冷卻與潤滑，通過填料箱上開設(shè)的螺孔接水管注入,潤滑水經(jīng)各導(dǎo)軸承后，從下導(dǎo)軸承處排入泵內(nèi)。冷卻潤滑水量≥0.5 L/s，壓力0.3 MPa，水量由靶式流量控制器控制，流量＜1.8 m3/h時報(bào)警；泵輸送介質(zhì)為河水，咸淡交替出現(xiàn)，最大含砂量（0.12～0.18）kg/m3。

2 運(yùn)行中的問題

（1）在一次廠用低壓電失電事故中，由于循環(huán)水泵的冷卻潤滑水加壓泵跳泵，4臺循環(huán)水泵的冷卻潤滑水中斷，而循環(huán)水泵使用6 kV高壓電未失電，因而循環(huán)水泵仍處于運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)后立即進(jìn)行停泵操作，但事后試啟動3#循環(huán)泵時，電機(jī)過載保護(hù)跳閘，解體該泵檢查發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軸承、中導(dǎo)軸承熔化已同軸套粘死（圖1）。

（2）按照循環(huán)水泵的使用要求，在介質(zhì)含有泥砂的情況下，每年應(yīng)進(jìn)行一次拆卸檢查維修。在拆卸循環(huán)泵檢查中發(fā)現(xiàn)3個軸套、填料軸套磨損較嚴(yán)重，下軸套單邊磨損最大量近2.5 mm（圖2）；3個導(dǎo)軸承輕微磨損，下導(dǎo)軸承磨損相對嚴(yán)重些。

3 問題分析

3.1 軸承與軸套粘連

圖1 軸承與軸套熔粘

圖2 軸套磨損

3#循環(huán)水泵軸承材料為賽龍（THORDON）XL系列。賽龍材料是一種高強(qiáng)度和高韌性的人工合成聚合物，具有在拉伸或變形后恢復(fù)至原始形狀及有很高的耐磨損性能，比大多數(shù)其他軸承材料優(yōu)越，如：黃銅，巴氏合金，尼龍，TFE，酚醛樹脂層壓板，鐵梨木，碳精，聚酰胺，高分子聚乙酰等。賽龍應(yīng)用于工業(yè)水泵的軸承，一般有3種：①賽龍XL（黑色），在抗磨損性和摩擦因數(shù)之間達(dá)到一個較好的平衡；②賽龍SXL（白色），具有優(yōu)越的干運(yùn)轉(zhuǎn)能力，更低的摩擦因數(shù)；③賽龍Composite（黑色），專為強(qiáng)磨蝕性環(huán)境設(shè)計(jì)。1200HLBK-16型立式斜流泵軸承采用水潤滑方式，賽龍材料熱傳導(dǎo)性較差，軸承同軸套之間摩擦產(chǎn)生的熱量只有通過冷卻潤滑水帶走。在無水干運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，賽龍運(yùn)行溫度的上限為105℃，當(dāng)超過105℃時，軸承表面軟化導(dǎo)致摩擦因數(shù)增大，導(dǎo)致摩擦熱增加，形成惡性循環(huán)，直到軸承損毀失效。低壓電失電造成循環(huán)水泵冷卻潤滑水加壓泵跳泵，循環(huán)泵失去冷卻潤滑水，而此時由于循環(huán)水泵仍在運(yùn)行，待運(yùn)行人員依次停運(yùn)循環(huán)泵后，循環(huán)水泵已干運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間，3#循環(huán)水泵干運(yùn)轉(zhuǎn)時間相對最長，最終造成軸承熔化、損毀，同軸套粘連在一起，再次啟動時出現(xiàn)過載跳泵。

3.2 軸套磨損

循環(huán)水泵使用的冷卻潤滑水引自泵的出口，經(jīng)過濾和加壓后提供給循環(huán)泵做冷卻潤滑用，雖經(jīng)過濾器過濾，但過濾精度只有800 μm，加之河水中含砂較多，造成循環(huán)水泵冷卻潤滑水帶砂較多。冷卻潤滑水中的砂流經(jīng)循環(huán)泵的導(dǎo)軸承、軸套時，增加了導(dǎo)軸承同軸套之間的摩擦，加重了導(dǎo)軸承、軸套的磨損。但導(dǎo)軸承的材料為賽龍，比軸套（1Cr17Ni）更耐磨損。因而每年定期拆卸循環(huán)水泵檢查時，會發(fā)現(xiàn)3個軸套磨損相對嚴(yán)重，3個軸承的磨損情況稍好，往往需更換3個軸套、填料軸套及間隙不符合要求的軸承。

4 改進(jìn)措施

（1）賽龍XL、賽龍SXL都具有極強(qiáng)的耐磨損性能，可用水做潤滑冷卻劑，但賽龍SXL具有優(yōu)越的干運(yùn)轉(zhuǎn)能力，在無水情況下可運(yùn)行超過1 min，而賽龍XL在無水情況下不超過0.5 min。為避免循環(huán)水泵運(yùn)行中出現(xiàn)短暫中斷冷卻潤滑水的情況而損壞軸承，改進(jìn)后的軸承采用賽龍SXL代替賽龍XL，循環(huán)水泵干運(yùn)轉(zhuǎn)的時間延長1倍，提高循環(huán)水泵運(yùn)行的安全性。

（2）因取自循環(huán)水泵出口的冷卻潤滑水含砂量較多，不利于循環(huán)水泵導(dǎo)軸承、軸套的運(yùn)行。為改善冷卻潤滑水水質(zhì)，在原有的循環(huán)水泵冷卻潤滑水系統(tǒng)增加一路水源，水源取自附近凈化水站處理后的工業(yè)水。循環(huán)水泵的出水經(jīng)豎流式反應(yīng)沉淀器、重力式無閥濾池處理，濾去水中的懸浮物和其他雜質(zhì)，出水濁度≤1 mg/L。經(jīng)過處理后相對干凈的工業(yè)水提供給各用水點(diǎn)，水壓0.5 MPa。因而可從工業(yè)水母管引一路做為循環(huán)水泵冷卻潤滑水。在正常情況下，循環(huán)水泵運(yùn)行時，投運(yùn)來自工業(yè)水的水源而停運(yùn)原來的泵出口水源，可以減少循環(huán)水泵冷卻潤滑水中的雜物，減輕軸承同軸套之間的磨損。

5 結(jié)語

改進(jìn)循環(huán)水泵冷卻潤滑水水質(zhì)后，在每年一次的定期拆卸檢查中，發(fā)現(xiàn)軸承、軸套的磨損情況有很大改善，磨損相對最嚴(yán)重的下軸套單側(cè)磨損僅有0.5 mm左右，延長了循環(huán)水泵軸承、軸套的更換周期，節(jié)省設(shè)備維修本成。將軸承的材料由賽龍XL改用賽龍SXL，延長了循環(huán)水泵斷水運(yùn)行時間，為可能出現(xiàn)的意外斷水情況贏得停泵時間，避免軸承熔化事故，使循環(huán)水泵的安全得到保障，從而大大提高循環(huán)泵運(yùn)行的可靠性。