660MW機組電動給水泵運行故障分析

鄒建華

摘要：對于660MW機組，30%容量電動給水泵與50%容量的汽動給水泵并泵運行的時候，出現(xiàn)的電動給水泵推力瓦燒壞的故障，進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機組電廠每臺機組配置二臺50%BMCR容量的汽動給水泵，一臺30%B-MCR容量的啟動（備用）電動給水泵。在機組正常運行工況下，主給水泵組（兩臺50%BMCR容量調(diào)速給水泵并列）調(diào)速運行時，能滿足汽機低負荷至最大負荷給水參數(shù)的要求。在一臺主泵事故狀態(tài)下，容量30%BMCR的啟動（備用）給水泵組與一臺主給水泵并列調(diào)速運行時，能滿足機組事故狀態(tài)下機組給水參數(shù)的要求。且每臺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)了一次由于一臺汽泵跳閘而啟動電泵給水泵運行，電動給水泵運行不到3 分鐘就出現(xiàn)了推力軸承燒壞的事故

2???? 機組故障過程

2015年 3月 2日，機組負荷686MW，21：39運行人員發(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前置泵機械密封處往軸承端噴汽水。21：39啟動電泵運行，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，機組RB保護動作。

3???? 給水泵軸向力分析

某廠的電動給水泵為KSB公司引進德國KSB公司技術(shù)生產(chǎn)的，臥式、多級、全抽芯的筒體式雙殼體結(jié)構(gòu)離心泵，泵的型號為CHTD。CHTD型給水泵是KSB專為超臨界機組研制的。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? 泵正常運行時的葉輪軸向力分析

在泵正常運行時，葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(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口端的軸向推力。

3.2? 泵正常運行時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行時的軸向力是指向泵進口端。

3.3? 給水泵3.2故障情況下軸向力分析

對于3.2電泵的故障，從電泵啟動，到21：41：40與汽泵并泵運行，此時電泵出口壓力為30.26，且電泵轉(zhuǎn)速就已經(jīng)達到了5622，而泵吸入流量也只有276，對于此種參數(shù)，我們查閱KSB提供的電泵性能曲線，如圖三。此時轉(zhuǎn)速與壓力下，泵的流量要達到800才正常。特別是在21：42：50，推力軸承溫度達到122℃時，電泵轉(zhuǎn)速為6000，泵出口壓力為28.96，此時電泵吸入流量為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，也就是此時的泵已經(jīng)嚴重偏離了流量特性曲線運行。電泵在轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)時的最低出口壓力也有31.09。

所以，對于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?shù)脑?，造成了汽泵限制了電泵的出力，相當于電泵雖然出了水，但還有很大部份的流量在打悶泵，也就是電泵嚴重偏離了流量特性曲線運行，引起這時泵葉輪吸入側(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，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

對于某廠的電泵運行方式，首先有一點，運行人員要明白，我們是30%容量的電泵，在出現(xiàn)一臺汽泵跳閘的情況下，一定要先減負荷，我們一臺汽泵與一臺電泵并列運行理論上最多也就只能帶80%的負荷，且還存在由于兩臺泵本身的出力不一樣，運行調(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，運行在電泵并泵運行時，滿負荷情況下，選擇在5000轉(zhuǎn)左右的轉(zhuǎn)速為宜，此時可以通過調(diào)整再循環(huán)閥的開度及降低汽泵轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)電泵并泵，電泵并泵運行后，嚴格在流量特性曲線范圍內(nèi)操作，且不要在最高轉(zhuǎn)速下運行，因為電泵最高轉(zhuǎn)速時泵出口壓力最低也有31.09，而我們的給水母管壓力在滿負荷時也沒有這么高，所在在運行時，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，平時維護人員也要加強電泵油系統(tǒng)的檢查維護，保證油質(zhì)合格。

5???? 結(jié)束語

對于660MW機組，30%容量電動給水泵與50%容量的汽動給水泵并泵運行的時候，出現(xiàn)的電動給水泵推力瓦燒壞的故障的根本原因，為電泵嚴重偏離流量特性曲線運行。引起這時泵葉輪吸入側(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：

[1]上海KSB有限公司給水泵使用說明書