淺析某電廠供油泵軸承損壞原因及應對措施

大唐清苑熱電有限公司 杜文堯

某電廠1、2號鍋爐型式為亞臨界、一次中間再熱、自然循環、單爐膛、平衡通風、固態排渣、燃煤汽包爐，鍋爐配燃油循環系統，介質為0號輕柴油，用于鍋爐點火和穩燃。油系統設置有2座露天布置的立式儲油罐，配有3臺（A、B、C）65AY50/10型多級臥式離心泵，通過兩爐爐前油壓調節閥控制爐前壓力3.2～3.8MPa，為鍋爐提供燃油，燃油24小時循環。

1 供油泵異常及維修過程

ABC3臺多級臥式供油泵設計參數如表1。

表1 供油泵及配套電機設計參數

2019年9月24日11時42分，1號鍋爐停爐后，爐前油循環變為2號爐單爐循環，2號爐前調節閥開度從31%自動調節至51%，B供油泵運行，供油母管壓力4.0MPa，供油母管流量23t/h。9月29日17時46分，2號爐爐前燃油調節閥開度從51%降至0，供油母管流量降低至15t/h，供油母管壓力降低至3.0MPa，而電機電流反而由110A逐漸升高至130A，并超額定電流運行。由于B供油泵超電流運行，影響電機運行安全，決定對其拆泵檢查，供油泵倒換為備用油泵運行。

圖1 B供油泵故障前運行參數

10月19日，開始對B供油泵解體檢修，拆除兩側軸瓦，手動盤車阻力較大，檢查主軸多處磨損腐蝕約1.2～1.5mm，導葉密封環、級間軸套，葉輪密封環、殼體密封環不同程度磨損，磨損量在0.8～2.0mm，且泵葉輪上附著一層油泥，試驗發現油泥在酒精中快速溶解，于是采用“酒精+蒸汽”對B供油泵各個部件清洗，清洗完畢后10月25日對該泵回裝，供油母管壓力3.15MPa，供油母管流量13t/h，試運正常。在B供油泵檢修過程中A供油泵和C供油泵出現同樣問題。

圖2 B供油泵葉輪及內部油泥

2 原因分析

2.1 直接原因

經過對各供油泵解體檢修，均發現泵軸及葉輪處積有大量油泥，油泥粘似瀝青。油泥在泵體葉輪內積聚，使泵阻力增大、出力下降，同時油泥在泵體內對軸承和葉輪沖刷，使泵導葉密封環、級間軸套等部件之間間隙增大，部件磨損，供油泵負載增加，最終導致電機電流升高、油泵損壞。因此可以確定油泵內積聚大量油泥是供油泵損壞的直接原因，但油泥產生的根本原因仍需進一步分析。

2.2 油泥產生原因分析

油泵運行參數分析：根據全年燃油系統運行參數分析，燃油經多級離心供油泵后，油溫上升約10℃。而在7月份油罐油溫最高上升至59.04℃，泵出口油溫上升68.1℃（表2）。柴油在儲存和使用過程中和空氣接觸而氧化是不可避免的，即氧化安定性[1]。當氧化程度加深、出現不可逆的變化時，就會出現酸值增高、粘度增大、沉淀物增多、顏色變深，即產生油泥。試驗表明，0號柴油在60℃時的氧化速率是43℃時的2～3倍，在95℃時的氧化速率是60℃時的3倍、是43℃時的7～28倍[2]，柴油的氧化速率隨溫度的升高呈指數變化規律。

表2 2019年燃油系統運行參數

油罐冷油器運行情況：根據油泵運行記錄發現，2019年5月底2號油罐溫度較高，同比上升10℃，后確定為2號油罐冷油器冷卻效果下降，并于6月27日安排外出清理，于7月11日清理并回裝完成，在此期間油系統無冷卻器投入。

圖3 2019年燃油系統參數變化趨勢

油泵運行方式的影響：在運行油泵電流上升的過程中，為防止電流超限，對于多級離心泵只能通過調整出口門控制其出力，實際運行中不得不將泵出口門關至剩1～2圈，而限制油泵出力后，燃油流量下降，多級離心泵產生的內能使油溫上升更高。6月份泵出口油溫最高上升至73.38℃，1號油罐油溫最高65.4℃，2號油罐油溫最高58.3℃。由此可以判斷，由于油罐冷卻器退出運行使油溫隨環境溫度不斷上升。油溫的上升加速柴油的氧化，使油泵出力下降、電機電流升高，為防止電機電流超限，運行繼續關小泵出口門，泵出口及泵體油溫繼續上升，產生惡性循環，最終導致供油泵軸承損壞。

3 應對措施

對損壞的供油泵進行外修后，通過采取以下措施，監督和控制油溫在合理范圍內，確保了供油泵的安全運行，未再出現該問題：

分別對1、2號油罐進行徹底清洗，避免殘留油泥對油泵產生影響；明確1、2號油罐運行方式，一運一備運行，燒舊存新，即在日常運行中使用新油打循環，而舊油在機組啟動前集中使用；明確油循環最小油量，避免過低的油量無法帶走泵體產生的熱量，使油泥在泵體處產生、積聚；制定定期檢修計劃，每年5月前完成油罐冷卻器的清洗，確保夏季冷卻器換熱良好；對于新采購柴油將氧化安定性指標作為考核指標，如該指標不合格不予接卸；加強燃油系統油溫監督，如油罐溫度達45℃或泵出口溫度達55℃供油泵采取間斷運行的方式，以避免油溫過高。

4 結語

經分析確定供油泵軸承損壞的原因為，油罐冷卻器退出運行使油溫隨環境溫度不斷上升。油溫的上升加速柴油的氧化使油泵出力下降、電機電流升高，為防止電機電流超限，運行繼續關小泵出口門，泵出口及泵體油溫繼續上升，產生惡性循環，最終導致供油泵軸承損壞。根據油泵軸承損害原因，制定監督和控制油溫的措施，確保了供油泵未再出現軸承損壞問題。