SEZ立式混流泵推力瓦燒瓦事故分析及處理

徐敬民

（江蘇華電揚州發電有限公司汽機分部，江蘇 揚州 225002）

SEZ立式混流泵推力瓦燒瓦事故分析及處理

徐敬民

（江蘇華電揚州發電有限公司汽機分部，江蘇 揚州 225002）

通過對一起發電廠循環水泵推力瓦燒瓦事故的分析及處理，分析引起燒瓦事故的原因，并制定相應的處理措施，舉一反三，消除設備隱患，防范類似事故的發生。

推力瓦；燒瓦；油冷卻器；冷卻水超壓

混流泵又稱斜流泵，是介于軸流式和離心式之間的一種葉片泵，混流泵的工作原理是：部分利用了離心力，部分利用了升力，在兩種力的共同作用下，輸送流體并提升其壓力，流體軸向進入葉輪后，沿圓錐面方向流出。隨著火電機組容量的不斷增大，立式混流泵因為其綜合性能介于離心泵和軸流泵之間，更加能夠滿足循環水系統大流量、高揚程的要求，得到廣泛的使用。而循環水泵是火電機組重要的輔助設備，其運行的可靠性，對機組的安全經濟運行有著直接的影響，循環水泵故障的發生，需要機組降負荷處理，嚴重時需要停機檢修。

1 系統概述

某發電有限公司#6、#7機組為2×300MW發電供熱機組，每臺300MW汽輪發電機組配用2臺立式、可抽芯式、固定葉混流式循環水泵。循環水泵型號為SEZ1600-1280/1000，循環水泵運行方式為擴大單元制，夏季2臺泵并聯運行，春秋季2機3泵并聯運行，冬季單泵運行。

2 故障描述

2014年6月22日，#72循環水泵運行中，電機上軸承室推力瓦溫異常升高，瓦溫最高達到95℃，引起電機跳閘。解體檢查發現，上軸承室冷卻器泄漏，軸承室內全部是水，油已漏光；推力瓦燒瓦，磨損、脫胎嚴重，已經無法使用。上下導瓦正常，未見損壞。

3 故障分析

推力軸承的工作原理是： 由推力頭和鏡板承受軸向荷載，通過鏡板與推力瓦間潤滑油膜的承載將力傳遞給推力瓦，并由推力瓦承受整個機組轉動部分的重量,同時靠軸承室中翼片管環形油冷卻器的作用, 使油溫維持在適宜溫度或不至于過高。

SEZ1600-1280/1000混流泵電機和泵轉子總重量超過十噸，而泵排水葉輪背壓產生的垂直向下的軸向推力更大，以上兩項相加的作用力都由電機上軸承室內的推力軸承來承受。推力軸承和推力頭鏡板之間形成的油膜其剛度比推力軸承表面烏金剛度大，而且油膜可以減少摩擦，防止溫升超標，導致燒瓦。所以，軸承室的潤滑油在電機軸承中的作用很大，既要形成油膜承受轉子的軸向推力，又要起到降低軸承溫度的作用。

分析本次事故的直接原因是，軸承室進水，引起潤滑油油質惡化，由于水的比重大于油的比重，潤滑油位不斷的上升，分別從推力頭內側與軸承室間的密封圈處溢出，并順著電機軸向下，在旋轉電機轉子離心力的作用下甩出和從上軸承室溢流孔流出。當軸承室中的潤滑油不斷被水取代，推力軸承的油膜不能形成，推力頭鏡板和推力軸承烏金形成直接摩擦，推力瓦溫不斷升高，造成推力瓦燒損，在軸瓦溫度保護的作用下停泵。而上下導瓦由于立式泵的徑向力較小，加上軸瓦溫度保護停泵及時，未發生大的影響。

進一步分析，本次事故的間接原因是：軸承室冷油器泄漏造成了軸承室進水，軸承室冷油器泄漏的原因有兩點，一是冷卻水系統減壓閥故障，冷卻水壓力長期超壓運行；二是冷油器制造質量差。

（1）該公司#6、#7機組共配備4臺循環水泵，電機軸承軸承室冷卻水由工業水系統提供。工業水系統由4臺型號為300JC160-11.5×6長軸泵組成，工業水母管壓力0.7MPa以上。

①循環水泵的電機軸承減溫水從工業水母管接出，通過減壓閥減壓后使用。但機組投產后，減壓閥一直不能正常使用，減壓閥進出口截門內漏，無法隔離檢修，工業水的隔離需要全廠停電才能隔離，發電廠全停的機會很少，所以減壓閥一直未能修復。

②#6、#7級循泵出口母管均設計有供減溫水的管路，但該管路系統在機組投產后一直未投入使用。當發現工業水減壓閥無法減壓時，該路系統也已無法投入運行。

該泵電機出廠日期為2004年9月，查JB-T7607-1999，《立式電機軸承用LYJH油冷卻器》（5.1C）工作水壓不低于0.2MPa設計，當要求超過0.2MPa時，在專用技術條件中說明；5.9 油冷卻器應能承受2倍的額定工作水壓試驗，歷時60min，而不發生滲漏現象。

按照JB-T7607-2005，《立式電機軸承用LYJH油冷卻器》 （5.1C）工作水壓按不低于0.2～0.3C設計，當要求超過0.3MPa時，在專用技術條件中說明；5.9油冷卻器應能承受2倍的額定工作水壓試驗，歷時60min，而不發生滲漏現象。

可見立式電機軸承用LYJH油冷卻器工作水壓應不超過0.2～0.3MPa，而現場實際冷卻水的運行壓力為0.7MPa，嚴重超標。所以，長期超壓運行是冷卻器泄漏的重要原因。

（2）冷油器制造質量差。翼片管環形油冷卻器的冷卻管材質是不銹鋼翼片管，而環形管彎頭部分使用的是紫銅管U型彎連接，進出水口使用的是不銹鋼聯箱，不銹鋼和紫銅管，不銹鋼和不銹鋼的焊接工藝均使用氧乙炔焊。焊接質量較差，焊縫出現氣孔、虛焊和熔深不足等質量問題（見圖1）。

圖1 翼片管環形油冷卻器

4 缺陷處理

（1）檢查推力瓦的損壞情況，軸瓦烏金面磨損深度達2mm以上，軸瓦已完全損壞，無法修復，所以全套更換新推力瓦12只（見圖2）。按照更換新瓦的檢修工藝進行，推力頭鏡板表面磨損較輕，放置平板上，進行平面研磨。將新瓦與推力頭鏡板對磨后研刮，使軸瓦與推力頭鏡板接觸面積大于75%，每平方厘米接觸點2～3點。

（2）修復翼片管環形油冷卻器，將冷卻器紫銅彎管全部更換為不銹鋼彎管，對原氧乙炔焊接的焊口全部清除，使用不銹鋼焊絲進行氬弧焊，提高焊口的強度。按照現場實際冷卻水壓力的2倍進行水壓60min試驗，無泄漏后組裝。

（3）清洗油室，全部更換新油。

5 預防措施

圖2 新舊推力瓦對比圖

為防范因油冷卻器泄漏導致軸瓦損壞事故的再次發生，對設備系統的現狀進行分析后制定了以下措施，防止設備損壞事故的再次發生。

（1）選擇合適的減壓閥，利用廠內機組全停的機會，切出工業水系統和循環水泵房冷卻水系統，將損壞的減壓閥進行了更換，使循環水泵房冷卻水系統壓力可調整至0.2～0.3MPa，解決了油冷卻器冷卻水超壓運行的問題。

（2）利用機組停機的機會，分別對#6、#7機循環水母管進行隔離，修復了循環水母管至循泵房冷卻水母管的供水門，因循環水母管壓力在0.24MPa左右，完全能夠滿足油冷卻器的使用要求，投入使用后效果很好。這樣恢復了循泵房冷卻水系統工業水和循環水兩路供水源，一用一備，使系統運行的安全性能得到可靠的保證。

（3）利用循環水泵達大小修的機會，對其余三臺循環水泵電機軸承室翼片管環形油冷卻器的彎管和聯箱焊口進行檢修，更換為不銹鋼彎管，將氧乙炔焊口全部處理，改為不銹鋼氬弧焊。保證焊口質量，防止泄漏發生。

（4）制定檢修計劃，定期進行油冷卻器的檢修工作，并對檢修后的冷卻器按照0.6MPa的壓力進行60min水壓試驗，水壓合格后再裝復使用。

6 結語

大型循環水泵電機軸瓦故障原因較多，防止軸承室進水引起的軸承損壞事故并不困難，只要我們堅持按照檢修工藝標準來進行檢修，運行檢修人員加強設備巡回檢查，一定能及時發現設備存在的不安全隱患，加以分析處理，保證設備的安全穩定運行。

[1]何川,郭立軍.泵與風機（第四版）[M].中國電力出版社,2008.

[2]中華人民共和國機械行業標準JB-T7607-2005，立式電機軸承用LYJH油冷卻器.

[3]SEZ1600-1280-1000立式混流泵安裝使用維護手冊.

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：1671-0711（2017）09（下）-0050-02