给水泵泵芯抱死的原因分析及预防措施
摘 要:该文通过对国产引进型 300MW 火电机组汽动给水泵经常发生泵芯抱死现象进行原因分析 , 查 找出预防措施和解决办法 , 以促进机组稳定经济运行。
关键词:汽动给水泵 ; 泵芯抱死; 原因分析; 预防措施
Analysis of Rotor Seizure Failures in Turbine Driven Feed Water Pumps and Preve ntive Measures
Abstract : Found by analyzing recurrent rotor seizure failures that happened to turbi ne driven feed water pumps of domestically manufactured , licenced type , 300MW fossil fired power sets , the paper presents some preventive measures and may o f solving the problem , for the sake of enhancing steady and economic operation. Key words: turbine driven feed water pump ; seizure of pump rotor ; failure analysi s ; preventive measures
0 引言
目前 , 国产引进型 300MW 火电机组大部分 给水泵配置均为 2 台汽动泵(50 %容量) , 1 台电 动泵(30 %或者 50 %容量) 。生产厂家主要有沈 阳水泵厂、上海电力修造厂以及北京电力设备总 厂。汽动泵的小汽轮机生产厂家主要有哈尔滨汽 轮机厂、上海汽轮机厂、杭州汽轮机厂等。由于小 汽机厂家与给水泵厂家从设计方面不协调配置等 原因 , 造成对泵组的运行管理要求大不相同 , 如小 汽机要求启动前、停止后必须投低速盘车 , 而给水 泵厂家要求最好不投盘车直接启动或停泵 , 若必 须盘车最好为高速盘车 , 否则直接影响给水泵的 安全运行 , 易造成动静磨损以及严重时发生泵芯 抱死现象。待出现问题时往往厂家持不同态度 , 使电厂作为用户深受其害 , 损失严重。为使电厂使用好汽动泵组 , 并在机组安全稳定运行过程中 发挥更大作用 , 本人结合多年掌握收集的经验及 多个电厂的运行调查情况 , 就经常出现的汽动泵 组启动(或停止) 时泵芯抱死现象加以分析研究 , 查找出一条行之有效的处理和解决办法 , 给各位 同行提供一点帮助和参考。
1 原因分析 汽动给水泵启动前需低速盘车暖机 , 国内许 多电厂都曾出现多次在小机预暖低速启动或停泵 中给水泵泵芯抱死故障 , 一旦发生后必须拆泵检 修或者返厂处理 , 少则一周多则一个月时间才能 恢复运行 , 特别是在新投产机组初期表现最为明 显和突出 , 给电厂机组投运造成严重影响 , 直接危 害机组的安全稳定运行 , 同时处理解决也浪费好 多财力、物力。
经过多方查找原因 , 总结起来不外乎有以下几种情况:
(1) 凝结水、除氧给水系统清洁度差 , 运行初 期有硬质颗粒进入泵内 , 造成泵芯抱死。一般电 厂新机组的凝汽器及凝结水系统尽管在投运前进 行的水冲洗和碱洗 , 但由于设备及管道系统比较 庞大和复杂 , 必然有一些死角和残杂存在 , 这样在 投运初期热态运行过程中 , 经常有焊渣、铁锈等硬 质颗粒进入泵体 , 从而导致泵体动静部分研磨 , 使 泵芯产生卡涩现象。特别是在泵组热态停泵投低 速盘车时易发生泵芯抱死现象 , 一旦发生此事 , 也 就不可能轻易盘动 , 只能解体检修或返厂处理 , 但 均在解体后发现有硬质颗粒卡在动静间隙之间 , 这是泵芯抱死的主要原因所在。
(2) 给水泵芯包动静间隙偏小 , 也是造成泵 芯抱死的不可忽视的原因。前面讲过硬质颗粒杂 质是造成泵芯抱死的主要原因 , 然而芯包动静间 隙尺寸也起到了很大作用 , 到底间隙多
少合适也 是值得研究探讨的。由于泵芯包动静间隙偏小 (一般在 0. 4mm 左右) , 而泵叶轮材质为不锈钢材 料 , 最初硬质颗粒进入泵芯内造成动静部分先磨 损 , 最后演变成为泵组芯包动静部位直接碰磨 , 特 别是在低速盘车时 , 摩擦产生粘连或颗粒挤压造 成泵芯抱死。
(3) 启动时暖泵不良 , 造成泵体动静部分接 触抱死。常规下 , 给水泵组在给水温度大于 110 °时必须进行暖泵 , 但是由于泵两端采用 36° 左 C C 右的密封水 , 而暖泵水温大约 160° 左右 , 再加上 C 暖泵管径较小 , 密封水若调整不当 , 将密封水进入 泵内 , 造成泵体热分层 , 引起筒体变形 , 使转子静 挠度变大。再加上暖泵时间不是很长 , 表面看起 来已经暖好 , 但实际泵体没有充分暖均匀 , 往往这 时在启动时投盘车后发生卡涩现象 , 再加上通常 越卡越盘 , 越盘越卡使泵芯抱死无法启动。
(4) 运行操作不当 , 投运初期对泵的特性缺 乏认识 , 也会造成泵芯抱死的故障。运行初期给 水泵热态跳闸 , 往往在转速为零时才去投盘车 , 而 因为盘车投不上时 , 担心泵体上下温差造成泵轴 弯曲 , 加重卡涩程度 , 因而采用人工强盘 , 结果事 与愿违 , 越卡越死 , 最后只能解体检修或者返厂处 理。
(5) 设计不合理不够匹配 , 也是原因之一。小汽轮机要求在启停时必须投低速盘车 , 而给水泵要求启停时最好不盘 , 要盘也要提高盘车速度 , 也就是说对于给水泵来讲要么取消盘车 , 要么设 计为高速盘车 (大于 100r/ min) 。这种设计分岐 问题一直在大部分电厂都没有根本解决 , 因此在 新机组投运初期或大修后初期都会出现一些投低 速盘车就会使泵芯抱死现象 , 不敢使泵组轻易投 盘车 , 严重影响机组正常运行。
2 预防措施和处理对策
(1) 凝结水、除氧给水系统清洁是机组调试 过程中一项十分重要的工作内容。加强系统水冲 洗和碱洗工作 , 在前置泵与给水泵之间的连结管 道最好用组合好的酸洗管道 , 然后用法兰连结上 , 与两大系统连结的小管道更要加强清洗工作 , 不 能留有死角存在 , 最终确保给水泵前的管道系统 和设备无杂质残留 , 这样才能保住给水泵的性命 , 免遭不幸。另外 , 重视前置泵及给水泵进口滤网 的制造及安装工艺质量 , 并在运行初期勤检查、勤 冲洗清理 , 使给水泵运行起来更加安全可靠。
(2) 在给水泵厂家制造时应在合同中注明适 当加大动静间隙 , 电厂与制造厂家共同协商做好 预防工作。至于间隙到底多大合适应根据系统的 滤网设计及泵厂的性能设计情况确定。总之在尽 量允许的条件下(不影响泵出力和效率) 充分放大 动静间隙为好。
(3) 在启动汽动给水泵之前 , 并在暖好泵的 情况下 , 应采用提前启动前置泵再进行大流量暖 泵处理 , 待泵体上下壳温度
(4) 由于无论何种原因 , 最后导致泵芯抱死 , 主要都是低速盘车造成的 , 因此一般电厂在新机 组投产初期(半年以内) 均采用不投盘车的做法 , 暖好泵后直接启动 , 停泵后也不投盘车 , 这样做不 利于小汽机运行工况 , 但是在短时期也是可以允 许的 , 待确保系统清洁后 , 泵组运行可靠了才按要 求正常投用盘车装置 , 这也是一个行之有效的办 法。
(5) 在设计时就应考虑采用两全齐美的办法 来处理给水泵与小汽机对盘车要求问题 , 要求小汽机和给水泵配套厂家都要在设计制造时给予考 虑 , 满足高速盘车条件 , 以避免由于高温停泵造成 泵芯抱死现象发生。如今国内也有一些电厂采用 此种办法 , 效果非常良好 , 为以后大机组汽动给水 泵的发展开了个好头。
(6) 加强给水泵组的运行管理和监督约束机 制 , 严格控制给水泵壳体温差以及泵壳与介质的 温差不超过规定值 , 一旦泵组停运后泵芯抱死 , 决 不能强行人工盘车 , 而应采用冷却一
段时间后 , 直 接用蒸汽冲动的办法为好。
3 总结
目前 , 国内生产厂家的生产制造给水泵技术 基本可以满足引进型 300MW 火电机组的实际需 要 , 各火电厂 300MW 机组的运行管理水平也有 很大的提高 , 最近几年没有因给水泵产品质量发 生大的事故 , 设备出现问题主要来源于泵组配套 产品的相关控制系统的工作不当造成的。但是 , 在新投产机组中 , 仍然时常不能避免汽动泵芯抱 死现象的发生 , 如某电厂新投产两台机组先后 4 次发生泵芯抱死现象 , 返厂处理费用高达 100 万 以上 , 严重影响机组的出力和各项可靠性指标的 完成 , 因此汽动泵预防泵芯抱死课题仍然不能忽 视 , 应当更进一步加以研究和探讨。综上所述 , 本 文收集整理了一些有关预防解决汽动给水泵泵芯 抱死的处理对策和办法 , 供各位同行参考 , 并对不 足之处提出宝贵意见 , 为全面提高给水泵在火电 机组中的可靠作用做出成绩 , 并促进设备从制造 质量、施工安装、工艺质量到运行管理质量上一个 新的台阶。
给水泵泵芯抱死的原因分析及预防措施
摘 要:该文通过对国产引进型 300MW 火电机组汽动给水泵经常发生泵芯抱死现象进行原因分析 , 查 找出预防措施和解决办法 , 以促进机组稳定经济运行。
关键词:汽动给水泵 ; 泵芯抱死; 原因分析; 预防措施
Analysis of Rotor Seizure Failures in Turbine Driven Feed Water Pumps and Preve ntive Measures
Abstract : Found by analyzing recurrent rotor seizure failures that happened to turbi ne driven feed water pumps of domestically manufactured , licenced type , 300MW fossil fired power sets , the paper presents some preventive measures and may o f solving the problem , for the sake of enhancing steady and economic operation. Key words: turbine driven feed water pump ; seizure of pump rotor ; failure analysi s ; preventive measures
0 引言
目前 , 国产引进型 300MW 火电机组大部分 给水泵配置均为 2 台汽动泵(50 %容量) , 1 台电 动泵(30 %或者 50 %容量) 。生产厂家主要有沈 阳水泵厂、上海电力修造厂以及北京电力设备总 厂。汽动泵的小汽轮机生产厂家主要有哈尔滨汽 轮机厂、上海汽轮机厂、杭州汽轮机厂等。由于小 汽机厂家与给水泵厂家从设计方面不协调配置等 原因 , 造成对泵组的运行管理要求大不相同 , 如小 汽机要求启动前、停止后必须投低速盘车 , 而给水 泵厂家要求最好不投盘车直接启动或停泵 , 若必 须盘车最好为高速盘车 , 否则直接影响给水泵的 安全运行 , 易造成动静磨损以及严重时发生泵芯 抱死现象。待出现问题时往往厂家持不同态度 , 使电厂作为用户深受其害 , 损失严重。为使电厂使用好汽动泵组 , 并在机组安全稳定运行过程中 发挥更大作用 , 本人结合多年掌握收集的经验及 多个电厂的运行调查情况 , 就经常出现的汽动泵 组启动(或停止) 时泵芯抱死现象加以分析研究 , 查找出一条行之有效的处理和解决办法 , 给各位 同行提供一点帮助和参考。
1 原因分析 汽动给水泵启动前需低速盘车暖机 , 国内许 多电厂都曾出现多次在小机预暖低速启动或停泵 中给水泵泵芯抱死故障 , 一旦发生后必须拆泵检 修或者返厂处理 , 少则一周多则一个月时间才能 恢复运行 , 特别是在新投产机组初期表现最为明 显和突出 , 给电厂机组投运造成严重影响 , 直接危 害机组的安全稳定运行 , 同时处理解决也浪费好 多财力、物力。
经过多方查找原因 , 总结起来不外乎有以下几种情况:
(1) 凝结水、除氧给水系统清洁度差 , 运行初 期有硬质颗粒进入泵内 , 造成泵芯抱死。一般电 厂新机组的凝汽器及凝结水系统尽管在投运前进 行的水冲洗和碱洗 , 但由于设备及管道系统比较 庞大和复杂 , 必然有一些死角和残杂存在 , 这样在 投运初期热态运行过程中 , 经常有焊渣、铁锈等硬 质颗粒进入泵体 , 从而导致泵体动静部分研磨 , 使 泵芯产生卡涩现象。特别是在泵组热态停泵投低 速盘车时易发生泵芯抱死现象 , 一旦发生此事 , 也 就不可能轻易盘动 , 只能解体检修或返厂处理 , 但 均在解体后发现有硬质颗粒卡在动静间隙之间 , 这是泵芯抱死的主要原因所在。
(2) 给水泵芯包动静间隙偏小 , 也是造成泵 芯抱死的不可忽视的原因。前面讲过硬质颗粒杂 质是造成泵芯抱死的主要原因 , 然而芯包动静间 隙尺寸也起到了很大作用 , 到底间隙多
少合适也 是值得研究探讨的。由于泵芯包动静间隙偏小 (一般在 0. 4mm 左右) , 而泵叶轮材质为不锈钢材 料 , 最初硬质颗粒进入泵芯内造成动静部分先磨 损 , 最后演变成为泵组芯包动静部位直接碰磨 , 特 别是在低速盘车时 , 摩擦产生粘连或颗粒挤压造 成泵芯抱死。
(3) 启动时暖泵不良 , 造成泵体动静部分接 触抱死。常规下 , 给水泵组在给水温度大于 110 °时必须进行暖泵 , 但是由于泵两端采用 36° 左 C C 右的密封水 , 而暖泵水温大约 160° 左右 , 再加上 C 暖泵管径较小 , 密封水若调整不当 , 将密封水进入 泵内 , 造成泵体热分层 , 引起筒体变形 , 使转子静 挠度变大。再加上暖泵时间不是很长 , 表面看起 来已经暖好 , 但实际泵体没有充分暖均匀 , 往往这 时在启动时投盘车后发生卡涩现象 , 再加上通常 越卡越盘 , 越盘越卡使泵芯抱死无法启动。
(4) 运行操作不当 , 投运初期对泵的特性缺 乏认识 , 也会造成泵芯抱死的故障。运行初期给 水泵热态跳闸 , 往往在转速为零时才去投盘车 , 而 因为盘车投不上时 , 担心泵体上下温差造成泵轴 弯曲 , 加重卡涩程度 , 因而采用人工强盘 , 结果事 与愿违 , 越卡越死 , 最后只能解体检修或者返厂处 理。
(5) 设计不合理不够匹配 , 也是原因之一。小汽轮机要求在启停时必须投低速盘车 , 而给水泵要求启停时最好不盘 , 要盘也要提高盘车速度 , 也就是说对于给水泵来讲要么取消盘车 , 要么设 计为高速盘车 (大于 100r/ min) 。这种设计分岐 问题一直在大部分电厂都没有根本解决 , 因此在 新机组投运初期或大修后初期都会出现一些投低 速盘车就会使泵芯抱死现象 , 不敢使泵组轻易投 盘车 , 严重影响机组正常运行。
2 预防措施和处理对策
(1) 凝结水、除氧给水系统清洁是机组调试 过程中一项十分重要的工作内容。加强系统水冲 洗和碱洗工作 , 在前置泵与给水泵之间的连结管 道最好用组合好的酸洗管道 , 然后用法兰连结上 , 与两大系统连结的小管道更要加强清洗工作 , 不 能留有死角存在 , 最终确保给水泵前的管道系统 和设备无杂质残留 , 这样才能保住给水泵的性命 , 免遭不幸。另外 , 重视前置泵及给水泵进口滤网 的制造及安装工艺质量 , 并在运行初期勤检查、勤 冲洗清理 , 使给水泵运行起来更加安全可靠。
(2) 在给水泵厂家制造时应在合同中注明适 当加大动静间隙 , 电厂与制造厂家共同协商做好 预防工作。至于间隙到底多大合适应根据系统的 滤网设计及泵厂的性能设计情况确定。总之在尽 量允许的条件下(不影响泵出力和效率) 充分放大 动静间隙为好。
(3) 在启动汽动给水泵之前 , 并在暖好泵的 情况下 , 应采用提前启动前置泵再进行大流量暖 泵处理 , 待泵体上下壳温度
(4) 由于无论何种原因 , 最后导致泵芯抱死 , 主要都是低速盘车造成的 , 因此一般电厂在新机 组投产初期(半年以内) 均采用不投盘车的做法 , 暖好泵后直接启动 , 停泵后也不投盘车 , 这样做不 利于小汽机运行工况 , 但是在短时期也是可以允 许的 , 待确保系统清洁后 , 泵组运行可靠了才按要 求正常投用盘车装置 , 这也是一个行之有效的办 法。
(5) 在设计时就应考虑采用两全齐美的办法 来处理给水泵与小汽机对盘车要求问题 , 要求小汽机和给水泵配套厂家都要在设计制造时给予考 虑 , 满足高速盘车条件 , 以避免由于高温停泵造成 泵芯抱死现象发生。如今国内也有一些电厂采用 此种办法 , 效果非常良好 , 为以后大机组汽动给水 泵的发展开了个好头。
(6) 加强给水泵组的运行管理和监督约束机 制 , 严格控制给水泵壳体温差以及泵壳与介质的 温差不超过规定值 , 一旦泵组停运后泵芯抱死 , 决 不能强行人工盘车 , 而应采用冷却一
段时间后 , 直 接用蒸汽冲动的办法为好。
3 总结
目前 , 国内生产厂家的生产制造给水泵技术 基本可以满足引进型 300MW 火电机组的实际需 要 , 各火电厂 300MW 机组的运行管理水平也有 很大的提高 , 最近几年没有因给水泵产品质量发 生大的事故 , 设备出现问题主要来源于泵组配套 产品的相关控制系统的工作不当造成的。但是 , 在新投产机组中 , 仍然时常不能避免汽动泵芯抱 死现象的发生 , 如某电厂新投产两台机组先后 4 次发生泵芯抱死现象 , 返厂处理费用高达 100 万 以上 , 严重影响机组的出力和各项可靠性指标的 完成 , 因此汽动泵预防泵芯抱死课题仍然不能忽 视 , 应当更进一步加以研究和探讨。综上所述 , 本 文收集整理了一些有关预防解决汽动给水泵泵芯 抱死的处理对策和办法 , 供各位同行参考 , 并对不 足之处提出宝贵意见 , 为全面提高给水泵在火电 机组中的可靠作用做出成绩 , 并促进设备从制造 质量、施工安装、工艺质量到运行管理质量上一个 新的台阶。