超临界630 MW机组给水泵汽轮机故障分析(共6页)

1、超临界630 MW机组(jz)给水泵汽轮机故障分析周兆峰(河南华润电力(dinl)首阳山有限公司)【摘要(zhiyo)】本文对河南华润首阳山发电有限责任公司锅炉汽动给水泵在运行中发生故障损坏的原因进行了分析，并提出相应的改进措施【关键词】油室 漏汽 流量 汽蚀汽动给水泵概况1.1我公司的汽动给水泵前置泵是上海电力修造总厂生产的FA1D67型离心泵，为水平、单级轴向分开式，具有一支撑在近中心线的壳体以允许轴向和径向自由膨胀，从而保持对轴线中心一致。泵整体安装在装有适合的排水装置的刚性结构的泵座上。前置泵主要由泵壳、叶轮、轴、叶轮密封环、轴承、轴、联轴器及泵座等部件组成。汽动给水泵是上海电力修造总

2、厂有限公司生产的FK4E39-S型离心泵，为卧式、水平、四级筒体式离心泵；泵的芯包从英国WEIR公司原装进口。1.2汽泵主要由泵的芯包、内外泵壳、水力部件、中间抽头、平衡装置、轴承、轴封以及泵座等部件组成。下图是我公司汽动给水泵结构示意图。1.3汽动给水泵主要(zhyo)技术规范序号参数名称单位额定工况点最大工况点单泵最小点1进水压力MPa2.612.572.72入口流量t/h961.61064.9240.43扬程m3118318936504转速rpm5710588557105必须汽蚀余量m5867256泵的效率%84.585447抽头流量t/h324008抽头压力MPa16.0716.280

3、9轴功率（含抽头功率）kW950810682543110主泵出口流量t/h929.61024.9204.411主泵出口压力MPa29.55330.03334.2212设计水温185.58186.67185.5813泵体设计/试验压力MPa37/55.514关闭压头m37303770373015正常轴承振动值mm0.0316旋转方向顺时针（从传动端向自由端看）17轴承形式滑动轴承+推力轴承18驱动方式小汽轮机驱动（与给水泵同轴驱动）1.4我公司给水泵小汽轮机采用杭州汽轮机厂引进德国技术(jsh)生产的NK63/71型汽轮机。小汽轮机设计(shj)工况为主机TMCR由两台机并联运行，采用主机四段抽

4、汽作为工作汽源，主机再热蒸汽冷段作为备用汽源，调试及启动汽源由辅助蒸汽系统提供，驱动每台锅炉给水泵供给锅炉55BMCR给水量，当一台汽动泵因故停运时，采用另一台汽动给水泵与电动调速给水泵并联运行可保证机组在THA工况下的给水量。小机通过鼓形齿式挠性联轴器与被驱动泵相连，盘车装置采用油涡轮式，能满足锅炉给水泵连续盘车的要求。小机排汽方式采用向下排汽，排汽直接导入主凝汽器。排汽管道上配置真空电动蝶阀，在小机停运时，用来切断小机与凝汽器之间的联系，防止影响主凝汽器真空，排汽管线上带波纹膨胀节的三通补偿器，以改善管道受力情况。排汽管上装有安全膜板防止后汽缸和冷凝器因压力升高而受损。小汽轮机配备有电子式

5、、机械式超速保护装置和机械式轴位移保护装置与主电磁阀（俗称磁力断路油门）各一套，使本汽轮机在超速、超轴位移与紧急情况下紧急停机。本汽轮机还配备有低真空、低油压、高油温与轴位移等报警或停机信号装置，保护本轮汽机正常运行。小汽轮机配备独立的集中供油系统。供油系统配备有带排油烟机和加热设备的油箱，一套双联冷油器，一套双联滤油器用于过滤润滑油，另一套双联滤油器用于过滤调节油，两台型号相同的交流主油泵一台工作，一台备用，一台直流事故油泵，一台盘车用顶轴油泵。1.5给水泵小汽轮机主要技术规范序号项目参数1型号NK63/71 2型式单缸、单流、单轴、反动式、纯凝汽、冷端汽外切换3运行方式变参数、变功率、变转

6、速4设计功率10682kW（给水泵效率为 85 %、转速为 5885 r/min）5额定工况功率9508 kW（给水泵效率为 84.5 %、转速为 5710 r/min）6内效率81.3%（TMCR工况时）、 80.7%（TRL工况时）7最大连续功率14MW8额定进汽压力1.127MPa温度364.89额定排汽压力13.5kPa温度81.8（对应主机额定工况点）10额定转速5710 r/min11调速范围30005900 r/min12超速保护、动作转速6490 r/min（机械）、6430 r/min（电气）13旋转方向顺时针旋转（从汽轮机向泵看）14与给水泵、连接方式齿式联轴器直联 15安

7、装方式独立底盘 16高压汽源再热蒸汽冷段17压力4.482 MPa18温度295.6 19流量60 t/h20低压汽源主机THA时采用四段抽汽21压力1.127MPa22温度364.823流量52.6t/h24低压汽源切换40%主机负荷（定压运行）25低压汽源切换点30%主机负荷（滑压运行）26最高排汽压力1 3.5kPa27最高排汽温度81.8给水泵汽轮机发生异常(ychng)跳闸故障2.1给水泵汽轮机发生(fshng)异常现象运行(ynxng)工况：#1机组负荷628MW,汽机主控，1A、1B汽泵全投入自动。14:04分1A汽前泵温度升高至75度报警。负荷630MW，开始降负荷。15:07

8、分汽前泵驱动端轴承温度升高至90度跳前置泵，流量783t/h降至0，汽泵连跳。随机进行汽泵抢修工作，对汽前泵驱动端轴承室进行排油，约有50ml油水污油量排出（正常应该有400ml），对该油室进行由冲洗，并加满油室，对轴端加双层的挡板，防止中分面漏气至轴承室内。17:06分1A汽前泵抢修工作结束，启动汽前泵，1A汽泵挂闸冲转。1A汽泵冲转至3000rpm,小机振动最大150um(前轴承水平振动)，暖机，振动最大降至50um以下；18:47分开始升速，过程中给水泵后轴承水平振动最大达13.3mm/s，并泵完成后，泵体振动最大为前轴承水平轴振为6mm/s以下。19:39分，负荷610MW，1A汽泵流

9、量从961t/h突降，最低降到529t/h，后续提升转速增大出力至5805rpm,流量最高至703t/h。23:37分退出给水泵运行，维持3000rpm。12月27日停运1A汽泵组转检修。2.2事件处理过程及存在的问题1. 检修解体1A汽前泵时，发现驱动端漏汽的中分面有焊接打磨后残余的应力高出部分，导致中分面把合不严密泄露，打磨推研后消除高点，并用密封脂加密封垫片的方式密封。2.发现驱动端轴承座内的轴瓦外腔至底部回油孔堵塞，导致轴瓦中部的甩油环不断(bdun)的将油带至外腔内，外腔油位高于油档而外泄，轴瓦缺油磨损升温到达跳泵值，泵组停运。3.油室中的水分是由于汽前泵中分面泄露而进入的。而油室中

10、的污渍时由于电机侧的风扇不断(bdun)吹向该轴承处，沿着油档位置进入油室内部的，导致(dozh)该侧回油孔堵塞。检修时除对设备清扫外，对其油档外侧加装挡风环，防止灰尘进入。4. 检修解体1A汽泵，检查抽头管道时，发现抽头插管端部有明显冲刷现象，抽头管端部的两个弹簧圈变形，一道聚四氟乙烯软密封、一道氟橡胶O型圈软密封及抽头管端部的密封座缺失，导致出口给水从该处回流至第二级出口腔内，泵体效率大幅下降。5. 1A泵体解体时发现，第二级叶轮吸入端密封环与耐磨环粘结一体，脱落在入口导叶体内，磨损处深11mm的沟壑，封闭了入口流道。1A汽泵流量大幅下降，泵体效率大幅下降。6. 拆解叶轮，发现(fxin)

11、第一级叶轮密封环与耐磨环粘结一体，密封环脱落粘接在叶轮上。事件(shjin)发生原因分析3.1事件(shjin)发生的根本原因由于(yuy)1A汽前泵电机风扇吹送的风，将灰尘沿油档与轴颈间隙处，吹入驱动端的轴承室内，在室内集聚混合(hnh)到达一定的量，将轴瓦外腔至底部的回油孔堵塞，导致轴瓦的甩油环附带的油进入外腔，油位不断升高(shn o)，当高于油档外泄，轴承室内缺少油，轴瓦磨损升温到达跳泵值，泵组停运。3.2事件发生的根本原因1A汽泵出力下降原因：由于轴承温度高跳泵，1A汽泵流量783t/h，瞬间降至0，转速由5396rpm,降至713rpm，用时1分27秒，此过程中泵体流量全失，泵扔在

12、惰走，泵体内水在闷泵及摩擦的作用下，热量由于无流量无法带走，迅速汽化，加剧了动静部分摩擦和鼓风效应的作用，转动部件受热较快，与导叶壳体动静间隙消失，导致首级及第二级叶轮的密封环与耐磨环粘结为一体，首级密封环由于转动力矩巨大从导叶壳体上脱落。跳泵后再启动过程中，二级耐磨环由于抽头的泄漏，泵体出口水压在第二级出口处，造成级前后压差太大，在该作用力的驱使下降密封环及耐磨环压入入口导叶方向，该部件做过渗碳处理硬度较高，导叶体为铸钢件，较软磨损出11mm的深槽，并封闭流道，瞬间的流量丧失，导致泵体出力能力大幅度下降。3.3事件发生的间接原因油室中的水分是由于汽前泵中分面泄漏从油档与转轴的间隙处进入的。由

13、于油室内的水汽不能及时释放掉，腔体内存续微正压，油杯中的油流不进油室腔体内，正常加油靠油杯处自流式补油效果差的原因。防范措施1.防止汽前泵轴承室的外部污染：除对设备检修清扫干净外，对其各汽前泵轴承室油档外侧加装挡油环及挡水环，防止灰尘及汽水的进入。2.防止回油堵塞：对其各汽前泵轴承室回油腔，开设备用不小于6mm的回油孔，以防回油孔堵塞导致油外泄。3.现场合适位置增设紧急补油的保障箱，张贴说明。内设：重要辅机轴承加油的油壶和轴承油脂的油枪，并做使用登记记录。在紧急补油时，不从正常油杯处加油，而是将轴承室上部的加油呼吸旋塞拆下，进行强制加油。4.修改逻辑：防止主泵入口汽蚀，损坏主泵设备。除汽前泵电机电量保护外，汽前泵其他非电量保护逻辑修改为先跳泵，延时8秒跳汽前泵；小机及主泵的保护逻辑，汽前泵不连锁停运，尽量保障汽前泵维持运行。结束语运行中，对于遇到汽前泵及电机、汽泵及小机各重要监视信号（各轴承温度、电机线圈温度、轴向位移等等）报警时，积极采取措施加以控制。当该信号接近跳闸值