熱網(wǎng)疏水泵斷軸事件原因分析

郭鐵

【摘 要】某電廠300MW汽輪機(jī)組1臺(tái)機(jī)組各配備了2臺(tái)熱網(wǎng)加熱器和3個(gè)熱網(wǎng)疏水泵泵，從投入運(yùn)行以來(lái)，經(jīng)常損壞，嚴(yán)重影響冬季供暖保障工作。拆卸下來(lái)檢修的疏水泵都存在嚴(yán)重的磨損情況，還有斷軸現(xiàn)象，葉輪前蓋板磨損嚴(yán)重，葉輪進(jìn)口葉片處有明顯的汽蝕現(xiàn)象，當(dāng)泵送介質(zhì)的含氣量在 5%時(shí)，泵將會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，若介質(zhì)含氣量在 7%時(shí)，泵一定是處在汽蝕狀態(tài)。當(dāng)出口閥門(mén)（DN200）開(kāi)啟在 20%左右時(shí)，泵就會(huì)發(fā)生超電流問(wèn)題，多次更換不同廠家的疏水泵，該問(wèn)題依然沒(méi)有得到解決。現(xiàn)通過(guò)斷軸事件分析，采取管道改造、設(shè)備升級(jí)等措施手段解決此問(wèn)題，提高設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】熱網(wǎng)疏水泵;供汽流量;汽蝕余量

一.運(yùn)行事故經(jīng)過(guò)

2017年12月31日后夜，熱網(wǎng)疏水泵C號(hào)運(yùn)行，A號(hào)B號(hào)備用，疏水罐水位高，A號(hào)熱網(wǎng)加熱器水位漲到200mm，熱網(wǎng)供汽180t/h，巡檢就地檢查盤(pán)上啟動(dòng)A號(hào)疏水泵運(yùn)行，啟動(dòng)電流大，停止運(yùn)行，就地檢查無(wú)異常，啟動(dòng)B號(hào)疏水泵，就地有振動(dòng)，停止運(yùn)行，又重新試啟動(dòng)A號(hào)疏水泵，啟動(dòng)電流大，泵跳閘，就地檢查無(wú)異常，重新啟動(dòng)B號(hào)運(yùn)行，就地觀察一段時(shí)間運(yùn)行正常，A號(hào)疏水泵測(cè)絕緣合格，聯(lián)系電檢機(jī)檢處理。

2018年1月1日后夜班2時(shí)15分，熱網(wǎng)供汽180t/h，兩臺(tái)疏水泵運(yùn)行，監(jiān)盤(pán)發(fā)現(xiàn)2號(hào)疏水泵電流擺動(dòng)，調(diào)整出口門(mén)無(wú)效，電流擺動(dòng)較大逐漸上升停止疏水泵運(yùn)行。

二.檢修事故經(jīng)過(guò)

12月31日凌晨，汽機(jī)檢修班值班人員接到運(yùn)行通知，一號(hào)機(jī)A熱網(wǎng)疏水泵故障無(wú)法運(yùn)行，檢修人員到就地后進(jìn)行盤(pán)泵，發(fā)現(xiàn)無(wú)法盤(pán)動(dòng)，立即聯(lián)系運(yùn)行人員，做措施，將泵解體檢查。

解體后，發(fā)現(xiàn)一號(hào)機(jī)A熱網(wǎng)疏水泵軸頭斷，水輪后竄，與泵殼發(fā)生刮擦，水輪受損，口環(huán)磨損，因一號(hào)機(jī)帶熱網(wǎng)運(yùn)行，需及時(shí)處理，將二號(hào)機(jī)停備的1號(hào)熱網(wǎng)疏水泵拆卸下來(lái)安在了一號(hào)機(jī)A疏水泵處，此項(xiàng)工作于當(dāng)天下午兩點(diǎn)半完成。

2018年01月01日早，又接到運(yùn)行通知一號(hào)機(jī)B熱網(wǎng)疏水泵故障無(wú)法運(yùn)行，汽機(jī)檢修值班人員接到運(yùn)行通知后，來(lái)到就地進(jìn)行盤(pán)泵，發(fā)現(xiàn)無(wú)法盤(pán)動(dòng)，聯(lián)系運(yùn)行人員，做措施，將泵解體檢查。

解體后，發(fā)現(xiàn)一號(hào)機(jī)B熱網(wǎng)疏水泵的情況與之前的一號(hào)機(jī)A熱網(wǎng)疏水泵損壞情況是一樣的，同樣是泵軸頭斷，水輪后竄，與泵殼發(fā)生刮擦，水輪受損，口環(huán)磨損，因一號(hào)機(jī)帶熱網(wǎng)運(yùn)行，汽機(jī)檢修人員馬上組織人員對(duì)一號(hào)機(jī)B熱網(wǎng)疏水泵進(jìn)行搶修，將二號(hào)機(jī)停備的B熱網(wǎng)疏水泵拆卸下來(lái)安在了一號(hào)機(jī)B疏水泵處，此項(xiàng)工作于當(dāng)天下午三點(diǎn)完成，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

三.原因分析

1.設(shè)備介紹

某電廠每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)熱網(wǎng)加熱器，2臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)泵，3臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵，疏水泵型號(hào)：SDZA80-400B，臥式離心泵，流量：140m3/h（運(yùn)行最大可達(dá)到160 m3/h），揚(yáng)程：150m，溫度：142℃;配套電機(jī)型號(hào)：Y315M-2Y系列電機(jī)，功率： 132kw，電壓：380 V。

2.運(yùn)行時(shí)段熱網(wǎng)疏水調(diào)控方法

某電廠熱網(wǎng)采暖供汽流量根據(jù)天氣情況，變化量較大，熱網(wǎng)疏水量控制操作如下：

2.1在采暖供汽流量160t/h以下時(shí)段，只需啟動(dòng)一臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵運(yùn)行，出口電動(dòng)門(mén)全開(kāi)，熱網(wǎng)疏水泵電機(jī)電流穩(wěn)定。

2.2在采暖供汽流量160t/h以上時(shí)段，需要啟動(dòng)2臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵運(yùn)行。在160t/h-220 t/h范圍內(nèi)，運(yùn)行人員需要平衡運(yùn)行的2臺(tái)疏水泵不搶水，避免造成其中一臺(tái)泵電機(jī)電流超標(biāo)，要控制和調(diào)控2臺(tái)泵電機(jī)電流趨于平衡，只能通過(guò)熱網(wǎng)疏水泵出口電動(dòng)門(mén)控制流量。因?yàn)镈CS盤(pán)前無(wú)電動(dòng)門(mén)開(kāi)度數(shù)值顯示（就地電動(dòng)門(mén)位置較高，人無(wú)法觀察閥門(mén)開(kāi)度數(shù)值），DCS畫(huà)面只有開(kāi)、關(guān)、中停顯示，所以運(yùn)行人員只能通過(guò)觀察熱網(wǎng)疏水泵電機(jī)電流數(shù)值來(lái)調(diào)控出口電動(dòng)門(mén)開(kāi)度，以此達(dá)到每臺(tái)疏水泵電機(jī)電流平衡，也就是認(rèn)為每臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵都做功，不發(fā)生電流超標(biāo)或過(guò)低，避免造成疏水泵發(fā)生汽蝕。

事故發(fā)生時(shí)段，采暖供氣流量160t/h-220 t/h區(qū)域，檢修人員就地發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行的兩臺(tái)疏水泵出口電動(dòng)門(mén)開(kāi)度一個(gè)是10%，另一臺(tái)是49%。此時(shí)運(yùn)行盤(pán)前顯示兩臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵電流平衡，無(wú)異?，F(xiàn)象。

2.3在采暖供氣流量220 t/h以上時(shí)，2臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵運(yùn)行，一臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵保持開(kāi)度較大，一臺(tái)需要控制其疏水泵出口電動(dòng)門(mén)開(kāi)度，保持兩臺(tái)泵電機(jī)電流相對(duì)持平穩(wěn)定。

2.4因負(fù)荷、壓力、采暖供汽流量等諸多因素變化，運(yùn)行人員不是完全按照以上所述采暖供汽流量數(shù)值區(qū)域來(lái)調(diào)整熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)操作。

3、原因分析

3.1 由于設(shè)計(jì)原因，熱網(wǎng)疏水泵管道布局或熱網(wǎng)疏水泵特性不合理的影響，在熱網(wǎng)疏水過(guò)程中，兩臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵運(yùn)行容易發(fā)生搶水現(xiàn)象，這樣造成一臺(tái)流量低的水泵入口易發(fā)生汽蝕，水泵內(nèi)部發(fā)生局部水錘現(xiàn)場(chǎng)，沖擊葉輪、泵殼，從而產(chǎn)生振動(dòng)，造成軸向竄動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，受軸向力作用，軸頭斷裂，水輪向泵入口方向軸向移動(dòng)，與泵殼摩擦抱死，導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)行，這是事故發(fā)生的主要原因。

3.2運(yùn)行人員在監(jiān)視熱網(wǎng)疏水罐水位時(shí)，其熱網(wǎng)疏水罐水位顯示未接引至DCS盤(pán)前，盤(pán)前只有水位低、高、高高報(bào)警。運(yùn)行人員無(wú)法正確、及時(shí)判斷疏水罐水位，又不能每次在高高報(bào)警后頻繁多啟動(dòng)一臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵控制水位，只能啟動(dòng)兩臺(tái)疏水泵并通過(guò)控制出口電動(dòng)門(mén)控制疏水泵流量。這樣在熱網(wǎng)疏水泵搶水的情況下，造成一臺(tái)電動(dòng)門(mén)開(kāi)度較小且盤(pán)前電機(jī)電流平衡。開(kāi)度小的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行易發(fā)生疏水泵汽蝕現(xiàn)象。

運(yùn)行人員在調(diào)控階段，只考慮2臺(tái)疏水泵電機(jī)電流平衡并保持流量相對(duì)穩(wěn)定的條件是不會(huì)造成疏水泵汽蝕，未考慮電動(dòng)門(mén)開(kāi)度小也容易誘發(fā)疏水泵汽蝕的原因。所以在每次調(diào)控階段，都是時(shí)刻注意保持疏水泵電機(jī)電流，并未關(guān)注調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)度變化，這也是事故發(fā)生次要原因。

3.3熱網(wǎng)疏水罐水位顯示、熱網(wǎng)疏水泵出口電動(dòng)門(mén)開(kāi)度未接引DCS盤(pán)前，這些間接因素都導(dǎo)致運(yùn)行人員在熱網(wǎng)疏水調(diào)控時(shí)存在盲區(qū)或誤區(qū)，這也是誘導(dǎo)事故發(fā)生的另一個(gè)因素。

四.防范措施

1.對(duì)熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)進(jìn)行改造。聯(lián)系相關(guān)技術(shù)廠家或電科院查找為何造成熱網(wǎng)疏水泵搶水的原因，并進(jìn)行設(shè)備改造。聯(lián)系泵廠，做熱網(wǎng)疏水泵特性試驗(yàn)，試驗(yàn)疏水泵特性曲線、汽蝕余量等各項(xiàng)指是否滿(mǎn)足我廠熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行。

同時(shí)采取臨時(shí)改造措施，將機(jī)組每臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵增加一個(gè)再循環(huán)旁路，確保熱網(wǎng)疏水泵不會(huì)發(fā)生因搶水造成流量低等異?，F(xiàn)象。2臺(tái)熱網(wǎng)疏水泵運(yùn)行時(shí)段，出口調(diào)節(jié)門(mén)全開(kāi)，靠疏水總門(mén)控制流量。

2.兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)候，可以雙機(jī)投入熱網(wǎng)系統(tǒng)，分?jǐn)偀峋W(wǎng)供汽流量，保證每臺(tái)機(jī)組疏水量在一臺(tái)疏水泵額定工況范圍內(nèi)，避免兩臺(tái)泵運(yùn)行。

3.熱工專(zhuān)業(yè)及時(shí)將熱網(wǎng)疏水罐水位顯示、熱網(wǎng)疏水泵出口電動(dòng)門(mén)開(kāi)度顯示接引至DCS盤(pán)前，有助于提高運(yùn)行人員對(duì)熱網(wǎng)疏水監(jiān)視，保證熱網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.運(yùn)行人員加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，提高事故分析能力。對(duì)事故發(fā)生后作出及時(shí)、準(zhǔn)確分析和判斷，不能盲目運(yùn)行，擴(kuò)大事故影響范圍。

5.檢修人員對(duì)容易發(fā)生事故設(shè)備做好備品備件準(zhǔn)備，提高自身檢修工藝能力和事故分析能力。

（作者單位：國(guó)電東北電力有限公司沈西熱電廠）