1000MW機(jī)組爐水循環(huán)泵電機(jī)損壞的原因分析及防范措施

廖輝

摘 要：本文介紹了一起1000MW機(jī)組啟動(dòng)過程中，因爐水沉積的雜質(zhì)進(jìn)入爐水循環(huán)泵電機(jī)內(nèi)部和軸頸擺動(dòng)塊，導(dǎo)致導(dǎo)瓦和推力瓦磨損，造成爐水循環(huán)泵電機(jī)損壞的事故，并提出了具體的防范措施，為同類型電廠避免類似事故的發(fā)生提供參考。

關(guān)鍵詞：爐水循環(huán)泵電機(jī)；原因分析；暴露的問題；防范措施

Abstract： In the paper， an accident happened in the startup process of thermoelectric generating set of 1000MW PWRis introduced， which is caused by impuritiess moving from boiler water to oscillating journal and boiler water recirculating pump. Gradually， impurities deposited in the pump and journal lead to the abrasion of guide shoe and thrust shoe. According to this accident， we put forward some safeguards， in order to prevent the samekind ofaccidents happening.

Keywords： boiler water-recirculating pump； analysis； problems exposed； problems safeguards

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、機(jī)組概況

某電廠2號機(jī)組為國產(chǎn)1000MW超超臨界壓力燃煤發(fā)電機(jī)組，主要是帶基本負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)具有一定的調(diào)峰能力，熱力系統(tǒng)為單元制系統(tǒng)，循環(huán)冷卻水取自海水，為開式循環(huán)，三大主設(shè)備由上海電氣集團(tuán)公司制造，容量及參數(shù)相互匹配。

鍋爐型號為SG-3093/27.46-M533，型式：∏型布置、單爐膛、一次中間再熱、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、八角雙切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、機(jī)械干式排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)露天布置、采用帶爐水循環(huán)泵（簡稱BCP泵）的內(nèi)置式啟動(dòng)分離系統(tǒng)、三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、采用正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)、超超臨界參數(shù)變壓直流鍋爐。

爐水循環(huán)泵為德國海伍德泰勒公司制造，由一個(gè)單級離心泵和一個(gè)濕定子感應(yīng)電機(jī)組成，都裝在一個(gè)公壓容器中，該容器則由泵殼、電機(jī)殼和電機(jī)蓋3個(gè)部分組成。電機(jī)懸掛于泵殼下，在系統(tǒng)壓力下充以冷的鍋爐水。電機(jī)額定功率：600kW，全負(fù)荷電流：79.4A，啟動(dòng)電流：446A，鎖定轉(zhuǎn)子電流：387A，額定轉(zhuǎn)速：2900轉(zhuǎn)/分。

二、事件經(jīng)過

2016年2月16日12∶00，2號鍋爐BCP泵經(jīng)沖洗后水質(zhì)合格，電導(dǎo)率7.92μs/cm（合格標(biāo)準(zhǔn)：<10μs/cm），pH值8.94（合格標(biāo)準(zhǔn)：8～9.6）。測量BCP泵電機(jī)絕緣800MΩ（合格標(biāo)準(zhǔn)>200MΩ）。

18∶02，BCP泵經(jīng)點(diǎn)動(dòng)試轉(zhuǎn)3次后正式啟動(dòng)運(yùn)行，調(diào)閥開度20%，電流45A。

18∶38，BCP泵出口調(diào)閥開度為32%時(shí)，電流達(dá)62A，較以往運(yùn)行電流偏高7A左右。

18∶52，值長下令停運(yùn)BCP泵，通知設(shè)備部人員進(jìn)行現(xiàn)場檢查。設(shè)備部電氣專業(yè)人員核對電機(jī)電流反饋真實(shí)，鍋爐專業(yè)人員檢查泵體振動(dòng)及聲音無異常。

19∶36，重新啟動(dòng)2號爐BCP泵繼續(xù)觀察，電機(jī)運(yùn)行電流仍然偏大，電機(jī)溫度、出力正常。

21∶19，BCP泵出口調(diào)閥開度從38%開大至41%后，電流從62A突升至112A后，迅速回降至71A。運(yùn)行人員迅速關(guān)小BCP泵出口調(diào)閥（40%→33%→25%），電流逐漸降低，最終穩(wěn)定在57A，期間電機(jī)腔室溫度維持正常值35℃，無明顯變化。再次通知設(shè)備電氣、鍋爐專業(yè)人員現(xiàn)場檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

鍋爐專業(yè)人員現(xiàn)場電話咨詢廠家技術(shù)人員，初步判斷為雜質(zhì)進(jìn)入BCP泵軸瓦，導(dǎo)致電流波動(dòng)，雜質(zhì)磨碎后電流回落，考慮電機(jī)溫度、振動(dòng)、出力等參數(shù)均無異常，判斷軸瓦為輕微磨損，廠家建議在下次停運(yùn)后返廠檢修。由于2號機(jī)組處于啟動(dòng)點(diǎn)火關(guān)鍵時(shí)刻，為了確保鍋爐點(diǎn)火過程中的水循環(huán)安全和減少啟動(dòng)能耗，經(jīng)專業(yè)組現(xiàn)場討論，決定繼續(xù)維持BCP泵運(yùn)行，待下次停機(jī)時(shí)擇機(jī)再進(jìn)行解體檢修。

2月17日1∶08，2號爐BCP泵電流由57A突升至83A，BCP泵跳閘，電氣人員測量電機(jī)對地絕緣為0MΩ。

2016年5月，將該BCP泵返廠解體檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備主要損壞情況如下：

（1）泵端和蓋端兩側(cè)軸頸擺動(dòng)塊（即導(dǎo)瓦，共計(jì)12塊）表面耐磨材料損壞。

（2）電機(jī)轉(zhuǎn)子兩側(cè)軸套表面磨損嚴(yán)重。

（3）泵體葉輪耐磨環(huán)和導(dǎo)流罩耐磨環(huán)磨損嚴(yán)重。

（4）定、轉(zhuǎn)子發(fā)生掃膛，定子線圈磨損嚴(yán)重且有一股線圈被異常切斷。

三、原因分析

1.直接原因

鍋爐多次啟停中，爐水沉積的雜質(zhì)進(jìn)入BCP泵電機(jī)內(nèi)部和軸頸擺動(dòng)塊，導(dǎo)致導(dǎo)瓦和推力瓦磨損，耐磨材料剝落加劇了磨損程度，最終導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子掃膛損壞。

2.間接原因

（1）由于運(yùn)行、檢修及專業(yè)組人員未能對BCP泵電流波動(dòng)時(shí)的設(shè)備內(nèi)部真實(shí)狀況作出有效評估，從而使設(shè)備持續(xù)帶故障運(yùn)行并最終導(dǎo)致?lián)p壞。

（2）該型式BCP泵存在固有設(shè)計(jì)缺陷：在機(jī)組長期備用時(shí)，無法避免爐水管道內(nèi)（水質(zhì)合格時(shí)）雜質(zhì)進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，沉積在電機(jī)濾網(wǎng)表面，部分雜質(zhì)在BCP泵運(yùn)行時(shí)隨電機(jī)冷卻水流進(jìn)入導(dǎo)瓦及推力瓦的間隙內(nèi)，并最終導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生嚴(yán)重磨損。

四、暴露的問題

1.對設(shè)備故障狀況評估不足

運(yùn)行值長及專業(yè)組成員對BCP泵電流異常波動(dòng)后的設(shè)備損壞程度判斷不準(zhǔn)確，從而使設(shè)備持續(xù)帶故障運(yùn)行并最終導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p壞。

2.設(shè)備維護(hù)周期未及時(shí)調(diào)整

設(shè)備維護(hù)人員對于該型式BCP泵的結(jié)構(gòu)特性、設(shè)備維護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足，沒有合理縮短2號機(jī)組BCP泵維護(hù)周期。

3. BCP泵存在固有設(shè)計(jì)缺陷

爐水管道內(nèi)的雜質(zhì)容易進(jìn)入BCP泵電機(jī)內(nèi)部，并由此導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生軸瓦磨損，按照設(shè)備原有維護(hù)、保養(yǎng)周期無法滿足設(shè)備安全運(yùn)行要求，需要合理調(diào)整并縮短維護(hù)與保養(yǎng)周期。

五、防范措施

1.調(diào)整BCP泵維護(hù)周期：根據(jù)《爐水循環(huán)泵冷卻系統(tǒng)說明書》原有BCP泵的大修期4～5年，根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)的問題和廠家的建議，需調(diào)整維護(hù)周期為“按機(jī)組每運(yùn)15000h，或BCP泵累計(jì)啟動(dòng)20次，或每兩年時(shí)間（以先到者為準(zhǔn)），返廠進(jìn)行常規(guī)維護(hù)保養(yǎng)，徹底清理一次葉輪根部、電機(jī)腔室、內(nèi)置濾網(wǎng)內(nèi)的沉積物，調(diào)整密封，防止雜質(zhì)損壞軸承”。

2.進(jìn)一步規(guī)范設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控：

（1）當(dāng)BCP泵運(yùn)行電流持續(xù)≥65A時(shí)，DCS發(fā)二級報(bào)警，運(yùn)行人員必須立即手動(dòng)停止BCP泵運(yùn)行。

（2）當(dāng)BCP泵運(yùn)行電流≥79.4A（額定電流）時(shí)，DCS發(fā)二級報(bào)警，并聯(lián)鎖跳閘BCP泵。

3.機(jī)組停運(yùn)后進(jìn)行BCP泵注水沖洗。設(shè)備廠家要求，在BCP泵非檢修狀態(tài)下，日常啟停機(jī)過程中嚴(yán)禁將電機(jī)腔室水排空，電機(jī)腔室水無更換必要，如對電機(jī)進(jìn)行注水反沖洗，則必須先將管路沖洗干凈，水質(zhì)合格后方可注入電機(jī)內(nèi)部。目前BCP泵使用過程中僅在機(jī)組啟動(dòng)前進(jìn)行一次設(shè)備沖洗，為防止停爐后大量污垢雜質(zhì)沉積在泵殼，慢慢滲入到電機(jī)內(nèi)部，機(jī)組停運(yùn)后，增加一次設(shè)備注水反沖洗工作。

4.利用停機(jī)機(jī)會(huì)進(jìn)行技術(shù)改造，增加BCP泵高壓冷卻水回路的外置濾網(wǎng)，并定期清理，濾除上方掉落進(jìn)入電機(jī)腔室的雜質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1] SG-3093/27.46-M533鍋爐說明書，編制：洪斐2009.11.05

[2] SG-3093/27.46-M533爐水循環(huán)泵說明書，編制：洪斐2009.11.05