600 MW汽動(dòng)給水泵推力瓦故障原因分析

李衍平

（華電國際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100）

600 MW汽動(dòng)給水泵推力瓦故障原因分析

李衍平

（華電國際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100）

某廠給水泵推力軸承溫度過高發(fā)生脫胎，引起鍋爐上水困難，導(dǎo)致機(jī)組跳閘。通過對(duì)給水泵推力軸承解體檢查發(fā)現(xiàn)，齒輪軸脫落引起軸承進(jìn)油量少且軸瓦溫度高。結(jié)合運(yùn)行實(shí)際，提出避免給水泵跳閘損壞的技術(shù)措施，保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

給水泵；耦合器；保護(hù)；主油泵

1 設(shè)備概況

某廠N660/24.2/566/566型機(jī)組由上海汽輪機(jī)廠有限公司生產(chǎn)，該機(jī)組配置2臺(tái)50%容量汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)35%容量液力調(diào)速電動(dòng)給水泵組。汽動(dòng)給水泵為沈陽水泵股份有限公司生產(chǎn)的14×14×16 -5HDB型給水泵，該水泵結(jié)構(gòu)形式為水平、多級(jí)、筒體式殼體并具備整抽式離心泵。泵的水力平衡裝置為平衡鼓，平衡鼓吸收大部分的軸向推力，剩余推力由推力軸承承受。額定工況下該泵吸入口壓力2.44 MPa，吸入口流量960.3 t/h，揚(yáng)程3 331 m，額定轉(zhuǎn)速5480 r/min。小汽輪機(jī)軸與給水泵軸由齒形撓性聯(lián)軸器連接。

2 事件經(jīng)過

機(jī)組在400 MW負(fù)荷下運(yùn)行正常，運(yùn)行人員監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)組B汽泵內(nèi)推溫度1、2點(diǎn)均達(dá)報(bào)警值85℃，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，認(rèn)為水泵平衡狀態(tài)良好，初步判斷主推力瓦處存在細(xì)小顆粒磨損，從而導(dǎo)致推力瓦溫度上升。機(jī)組負(fù)荷為580 MW，B汽泵非驅(qū)動(dòng)端主推力瓦瓦溫再次上升，最高時(shí)達(dá)到87.6℃，停泵對(duì)推力軸承進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動(dòng)端4塊主推力瓦烏金均有不同程度脫胎。

3 原因分析

3.1 供油系統(tǒng)存在缺陷

首先對(duì)給水泵組推力軸承的潤滑油管路進(jìn)行檢查，汽輪機(jī)系統(tǒng)與給水泵系統(tǒng)共用一路油系統(tǒng)［1］，汽動(dòng)給水泵的主推力軸承烏金燒損前后，潤滑油泵和潤滑油濾網(wǎng)均沒有進(jìn)行切換，潤滑油的油箱油位在正常范圍內(nèi)。通過查閱DCS系統(tǒng)的主要參數(shù)，在推力軸承溫度升高期間，汽泵的潤滑油母管壓力一直穩(wěn)定，在規(guī)定范圍內(nèi)；冷油器進(jìn)回水工作正常，潤滑油溫度在正常范圍內(nèi)，其他軸承溫度也在正常范圍，無升高跡象，可以排除由于潤滑油系統(tǒng)瞬間斷油造成的推力軸承烏金燒損。

該給水泵潤滑油進(jìn)油管路上裝有供油調(diào)節(jié)門，初步確定由于缺油引起，檢查推力軸承外側(cè)進(jìn)油孔及徑向軸承內(nèi)側(cè)進(jìn)油孔，均無堵塞現(xiàn)象，可以排除由于推力軸承進(jìn)油孔堵塞造成推力軸承缺油燒瓦。

3.2 聯(lián)軸器卡澀

如果齒輪聯(lián)軸器的齒根間隙偏小，在給水泵負(fù)荷增加過程中［2］，給水流量與壓力同時(shí)增加，聯(lián)軸器的傳遞扭矩逐漸增大，齒套內(nèi)摩擦阻力相對(duì)增大，如果聯(lián)軸器齒輪和齒套出現(xiàn)卡澀情況，會(huì)導(dǎo)致泵側(cè)與機(jī)側(cè)聯(lián)軸器齒輪滑動(dòng)不暢，進(jìn)而使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子及給水泵轉(zhuǎn)軸由于溫度升高引起的膨脹量不能被聯(lián)軸器吸納，使得給水泵推力軸承承受額外的軸向推力，造成給水泵推力軸承過載引起燒瓦。查閱相關(guān)資料，齒型聯(lián)軸器兩側(cè)齒根部間隙設(shè)計(jì)值為0.15～0.20 mm，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，可以排除因聯(lián)軸器齒套卡澀造成給水泵推力軸承過載損壞。

3.3 運(yùn)行工況變化

查閱歷史趨勢(shì)，該給水泵推力軸承瓦溫升高前后，給水泵運(yùn)行工況無變化，且在給水泵推力軸承瓦溫升高時(shí)，該泵出入口壓力、流量、平衡管壓力等參數(shù)均無明顯變化，可以排除因運(yùn)行工況變化導(dǎo)致給水泵軸向推力突然增大造成推力軸承燒損。

3.4 檢修工藝不良

在潤滑油供油系統(tǒng)正常情況時(shí)，由于制造、安裝或檢修工藝不良及長期運(yùn)行引起的變形、卡澀、磨損也會(huì)造成推力瓦溫升高［3］，甚至造成推力損壞。推力瓦塊烏金澆鑄時(shí)質(zhì)量不好，有裂紋或脫胎等問題，運(yùn)行時(shí)間過長及烏金脫落會(huì)影響油膜，降低承載力。瓦塊的擺動(dòng)線、受力螺釘配置不當(dāng)或者瓦塊的擺動(dòng)線不靈活，會(huì)導(dǎo)致推力瓦受力不均。推力盤松動(dòng)、瓢偏或給水泵非驅(qū)動(dòng)端長期振動(dòng)大等也會(huì)使瓦塊長期承受沖擊性載荷，軸承合金脆化發(fā)生裂紋，嚴(yán)重時(shí)脫落。

該給水泵自2007年投產(chǎn)以來，非驅(qū)動(dòng)端軸承振動(dòng)一直在0.05 mm以下，不存在振動(dòng)超標(biāo)現(xiàn)象。從解體后的推力軸承來看，各推力軸承瓦塊瓦枕存在磨損現(xiàn)象，但磨損量不大，不影響推力軸承正常運(yùn)行，現(xiàn)場檢查瓦塊擺動(dòng)線較靈活。對(duì)推力盤進(jìn)行檢查，推力盤無磨損、松動(dòng)現(xiàn)象，推力盤瓢偏也符合標(biāo)準(zhǔn)要求≤0.02 mm。推力間隙不符合圖紙要求也會(huì)造成推力軸承溫度高乃至燒瓦［3］。根據(jù)以往運(yùn)行工況，該泵主推力軸承瓦溫偏高，分析是由主推力軸承瓦塊間隙偏小引起主推力軸承瓦溫偏高，但該泵設(shè)計(jì)推力間隙為0.35～0.50 mm，查閱安裝資料，該泵推力間隙未曾超標(biāo)，可以排除由于推力間隙超標(biāo)造成推力軸承各瓦塊脫胎。

3.5 運(yùn)行壽命超標(biāo)

該泵推力軸承使用壽命為連續(xù)運(yùn)行26 000 h，運(yùn)行時(shí)間按每年5 000 h核算，該泵已連續(xù)運(yùn)行35 000 h，超出設(shè)計(jì)使用年限。另一方面，通過觀察推力軸承瓦塊烏金脫胎現(xiàn)象，由此可判斷為推力軸承瓦塊烏金工作面熱疲勞造成。

4 處理措施

4.1 檢修方面

對(duì)新更換的推力瓦進(jìn)行全面檢查，保證每塊瓦片接觸角、高差都達(dá)到設(shè)計(jì)要求［4］。因機(jī)組運(yùn)行期間無法對(duì)該給水泵轉(zhuǎn)子竄動(dòng)量、抬軸量進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整，應(yīng)在機(jī)組大修結(jié)束時(shí)，對(duì)檢修質(zhì)量進(jìn)行查閱，確保該泵轉(zhuǎn)子竄動(dòng)量、抬軸量及推力間隙均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并在推力盤調(diào)整墊圈上加裝0.10 mm墊片，整個(gè)轉(zhuǎn)子向非驅(qū)動(dòng)端移動(dòng)0.10 mm，使主推力軸承間隙增大0.10 mm。

4.2 運(yùn)行操作方面

在實(shí)際操作過程中應(yīng)逐漸增大給水泵轉(zhuǎn)速，不要大幅增大或減小汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速。開啟給水泵出口電動(dòng)門時(shí)，一定將出口母管注滿水，防止引起汽泵失壓和過流，軸向力發(fā)生劇烈變化，引起汽泵推力瓦溫度迅速升高［5］。

經(jīng)過處理后，機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行參數(shù)如下：流量960 t/h，轉(zhuǎn)速5 385 r/min，泵出口壓力28.32 MPa，潤滑供油溫度40℃，主推力瓦溫度58.5℃，副推力瓦溫度56.3℃。

5 結(jié)束語

汽動(dòng)給水泵推力軸承瓦塊烏金工作面由于使用壽命到期，且長期處于工作狀態(tài)，推力瓦烏金工作面熱疲勞導(dǎo)致烏金脫落。更換推力軸承瓦塊后，該泵運(yùn)行正常，至今未發(fā)現(xiàn)推力軸承瓦塊溫度偏高。當(dāng)發(fā)生給水泵推力軸承瓦塊損壞事故后，應(yīng)首先確認(rèn)油質(zhì)、供油系統(tǒng)是否正常，制造、安裝、檢修質(zhì)量是否良好，水泵檢修時(shí)各部分?jǐn)?shù)據(jù)是否正常，且要考慮是否因變工況下軸向力過大造成推力軸承瓦塊過載損壞。

［1］劉繼平，韓飛雪，呂秀立.1 000 MW機(jī)組給水泵汽輪機(jī)瓦溫高分析與處理 ［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（1）：45-46.

［2］金萬里，郭連豐.超臨界鍋爐受熱面管內(nèi)壁氧化皮剝落堵管的原因分析及預(yù)防措施 ［J］.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2009，27（3）：7-8.

［3］葉紹義，王 亮，曲志強(qiáng).300 MW機(jī)組給水泵組備用存在問題及處理 ［J］.東北電力技術(shù)，2005，26（5）：30-31.

［4］李軍紅，呂 平，馮江濤，等.300 MW機(jī)組給水泵變頻改造后控制策略優(yōu)化 ［J］.熱力發(fā)電，2015，44（10）：119 -123.

［5］李 勇，李仁杰，曹麗華，等.汽動(dòng)給水泵組性能在線監(jiān)測(cè) ［J］.熱力發(fā)電，2015，44（1）：82-86.

Fault Reason Analysis on Feed Pump Thrust Pad of 600 MW Turbine?driven Feed Water Pump

LI Yanping
（China Huadian Laicheng Power Plant，Laiwu，Shandong 271100，China）

Aiming at feed water pump problem of the thermal power plant，this paper introduces the phenomenon of feed water pump. The methods to find the high?pressure heater leakage are proposed by analyzing the reasons of high pressure heater tubes.Treatment measures with the tripping of water?pump are proposed to ensure the operating safety and stability of the units.

feed water pump；coupler；protection；main pump

TM621

A

1004-7913（2017）03-0050-02

李衍平（1979），男，學(xué)士，工程師，從事火力發(fā)電廠集控運(yùn)行工作。

2016-10-15）