660MW機(jī)組電動(dòng)給水泵運(yùn)行故障分析

鄒建華

摘要：對(duì)于660MW機(jī)組，30%容量電動(dòng)給水泵與50%容量的汽動(dòng)給水泵并泵運(yùn)行的時(shí)候，出現(xiàn)的電動(dòng)給水泵推力瓦燒壞的故障，進(jìn)行了原因分析并提出了相應(yīng)的防范措施。

關(guān)鍵詞：電泵;推力瓦燒壞;原因分析

1???? 概述

某600MW機(jī)組電廠每臺(tái)機(jī)組配置二臺(tái)50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵，一臺(tái)30%B-MCR容量的啟動(dòng)（備用）電動(dòng)給水泵。在機(jī)組正常運(yùn)行工況下，主給水泵組（兩臺(tái)50%BMCR容量調(diào)速給水泵并列）調(diào)速運(yùn)行時(shí)，能滿足汽機(jī)低負(fù)荷至最大負(fù)荷給水參數(shù)的要求。在一臺(tái)主泵事故狀態(tài)下，容量30%BMCR的啟動(dòng)（備用）給水泵組與一臺(tái)主給水泵并列調(diào)速運(yùn)行時(shí)，能滿足機(jī)組事故狀態(tài)下機(jī)組給水參數(shù)的要求。且每臺(tái)汽泵和電泵分別配有最大流量為310T/H和180T/H的再循環(huán)閥。但在2015年 3月 2日，卻出現(xiàn)了一次由于一臺(tái)汽泵跳閘而啟動(dòng)電泵給水泵運(yùn)行，電動(dòng)給水泵運(yùn)行不到3 分鐘就出現(xiàn)了推力軸承燒壞的事故

2???? 機(jī)組故障過程

2015年 3月 2日，機(jī)組負(fù)荷686MW，21：39運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)A前置泵自由端軸承溫度85℃，立即派人就地檢查發(fā)現(xiàn)A前置泵機(jī)械密封處往軸承端噴汽水。21：39啟動(dòng)電泵運(yùn)行，21：42A前置泵跳閘（自由端軸承溫度高高，）導(dǎo)致A給水泵跳閘，21：43電泵因推力軸承溫度高而跳閘，機(jī)組RB保護(hù)動(dòng)作。

3???? 給水泵軸向力分析

某廠的電動(dòng)給水泵為KSB公司引進(jìn)德國KSB公司技術(shù)生產(chǎn)的，臥式、多級(jí)、全抽芯的筒體式雙殼體結(jié)構(gòu)離心泵，泵的型號(hào)為CHTD。CHTD型給水泵是KSB專為超臨界機(jī)組研制的。泵采用的是雙平衡鼓裝置再外加瓦塊式推力軸承來平衡泵運(yùn)行的軸向力，雙平衡鼓裝置可以平衡95%的軸向推力，而推力軸承則承受余下的5%軸向推力。

3.1? 泵正常運(yùn)行時(shí)的葉輪軸向力分析

在泵正常運(yùn)行時(shí)，葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量，流體從壓力P1提升到P2，既P2>P1。葉輪左右的液體壓力沿徑向按拋物線規(guī)律分布，在密封環(huán)半徑以外，兩側(cè)壓力對(duì)稱，在密封環(huán)半徑之內(nèi)，由于P2>P1，所以葉輪處有指向葉輪進(jìn)口端的軸向推力。

3.2? 泵正常運(yùn)行時(shí)雙平衡鼓軸向力平衡分析

如圖一，平衡鼓2 固定在轉(zhuǎn)子上，與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，平衡鼓與泵筒體之間間隙很小

其中P1腔室到P2腔室之間泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件與固定部件之間的間隙為0.40-0.50mm（直徑間隙），而P2腔室到P3腔室之間泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件與固定部件之間的間隙為0.70-0.80mm（直徑間隙），且P3腔室還有平衡管與泵的入口相聯(lián)，這就有了P1>P2>P3，所以平衡盤處有指向葉輪出口端的軸向力。

所以，葉輪處指向進(jìn)口的軸向力與平衡盤處指向出口處的軸向力相底，根據(jù)KSB廠家的介紹，平衡盤可以平衡95%的軸向力，而余下的5%軸向推力就由推力瓦來承受，這也就是說某廠給水泵正常運(yùn)行時(shí)的軸向力是指向泵進(jìn)口端。

3.3? 給水泵3.2故障情況下軸向力分析

對(duì)于3.2電泵的故障，從電泵啟動(dòng)，到21：41：40與汽泵并泵運(yùn)行，此時(shí)電泵出口壓力為30.26，且電泵轉(zhuǎn)速就已經(jīng)達(dá)到了5622，而泵吸入流量也只有276，對(duì)于此種參數(shù)，我們查閱KSB提供的電泵性能曲線，如圖三。此時(shí)轉(zhuǎn)速與壓力下，泵的流量要達(dá)到800才正常。特別是在21：42：50，推力軸承溫度達(dá)到122℃時(shí)，電泵轉(zhuǎn)速為6000，泵出口壓力為28.96，此時(shí)電泵吸入流量為785，查圖二，轉(zhuǎn)速為6000最高轉(zhuǎn)速與壓力28.96根本沒有相交點(diǎn)，也就是此時(shí)的泵已經(jīng)嚴(yán)重偏離了流量特性曲線運(yùn)行。電泵在轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)時(shí)的最低出口壓力也有31.09。

所以，對(duì)于3.2的故障情況，由于汽泵的出力比電泵的出力大，且調(diào)整不當(dāng)?shù)脑颍斐闪似孟拗屏穗姳玫某隽Γ喈?dāng)于電泵雖然出了水，但還有很大部份的流量在打悶泵，也就是電泵嚴(yán)重偏離了流量特性曲線運(yùn)行，引起這時(shí)泵葉輪吸入側(cè)壓力的增大，泵葉輪處指向入口的軸向力減少，破壞了葉輪軸向力與平衡鼓軸向力的平衡，使軸向力指向出口側(cè)，且隨著偏離流量曲線越遠(yuǎn)，指向出口側(cè)的軸向力越大，瞬間增大的軸向力超過了推力軸承非工作面推力軸承的承受范圍，使推力軸承損壞。

4???? 防范措施

對(duì)于某廠的電泵運(yùn)行方式，首先有一點(diǎn)，運(yùn)行人員要明白，我們是30%容量的電泵，在出現(xiàn)一臺(tái)汽泵跳閘的情況下，一定要先減負(fù)荷，我們一臺(tái)汽泵與一臺(tái)電泵并列運(yùn)行理論上最多也就只能帶80%的負(fù)荷，且還存在由于兩臺(tái)泵本身的出力不一樣，運(yùn)行調(diào)整上不一定能做到汽泵和電泵全部都是100%出力，所以：

第一，運(yùn)行在電泵并泵運(yùn)行時(shí)，滿負(fù)荷情況下，選擇在5000轉(zhuǎn)左右的轉(zhuǎn)速為宜，此時(shí)可以通過調(diào)整再循環(huán)閥的開度及降低汽泵轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)電泵并泵，電泵并泵運(yùn)行后，嚴(yán)格在流量特性曲線范圍內(nèi)操作，且不要在最高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，因?yàn)殡姳米罡咿D(zhuǎn)速時(shí)泵出口壓力最低也有31.09，而我們的給水母管壓力在滿負(fù)荷時(shí)也沒有這么高，所在在運(yùn)行時(shí)，電泵最高轉(zhuǎn)速應(yīng)該限在5600-5700左右為宜。

第二，在設(shè)備管理上，由于電泵潤滑油濾網(wǎng)的堵塞余量不足，也增大了這次電泵推力軸承損壞的程度，平時(shí)維護(hù)人員也要加強(qiáng)電泵油系統(tǒng)的檢查維護(hù)，保證油質(zhì)合格。

5???? 結(jié)束語

對(duì)于660MW機(jī)組，30%容量電動(dòng)給水泵與50%容量的汽動(dòng)給水泵并泵運(yùn)行的時(shí)候，出現(xiàn)的電動(dòng)給水泵推力瓦燒壞的故障的根本原因，為電泵嚴(yán)重偏離流量特性曲線運(yùn)行。引起這時(shí)泵葉輪吸入側(cè)壓力的增大，泵葉輪處指向入口的軸向力減少，破壞了葉輪軸向力與平衡鼓軸向力的平衡，瞬間增大的軸向力超過了推力軸承非工作面推力軸承的承受范圍，使推力軸承損壞。

參考文獻(xiàn)：

[1]上海KSB有限公司給水泵使用說明書