某钢厂160t干熄焦电站凝结水泵常见故障及分析处理

【摘 要】针对某钢厂160t干熄焦余热电站投产以来凝结泵发生的汽蚀、漏空失压、发热、振动等问题，结合其他泵体常见问题，在分析、试验的基础上，通过管道、密封水改造、精准和填料更换、叶轮动平衡等一系列措施，有效解决了上述问题，保证了发电的安全稳定运行。

【关键词】余热电站；凝结水泵；汽蚀；失压；振动；动平衡

0 前言

干熄焦技术是国家节能减排、循环经济重点项目，据有关统计每处理1t焦炭，可以回收约1.35GJ的热量，每干息1t焦炭可以产生压力为3.8MPa，450℃的蒸汽0.54t。某钢厂160t干熄焦余热发电项目正是利用干熄焦余热产生的蒸汽进行发电，发电后凝水经过热井、凝结水泵、低压加热器、除氧器等回到锅炉循环利用。某钢厂160t余热电站装配25MW机组，年发电约7260MW，减少约13―16万吨动力煤燃烧向大气排放的各种污染物，具有极大地经济效益和社会效益。自2010年12月投产以来，由于凝结泵的故障出现多起紧急解列停机的事故，故对故障、故障的分析处理进行总结，避免同样事故发生，并对其他相似情况起借鉴作用。

1 常见故障及分析

凝结泵在电站中属于关键设备，主要作用是将热井里的凝水泵出，维持水位，保持凝汽器真空。凝结泵一旦出现故障即有发电解列停机的危险，因此，凝结泵的安全稳定运行至关重要。在运行过程中，常见的主要故障有：

1.1 汽蚀事故

液体在一定温度下，降低压力至汽化压力时，液体便产生气泡，把这种产生气泡的现象称为汽蚀。电站投产运行后，曾出现凝结泵入口处发出噼噼啪啪噪音，同时入口的真空表、出口的压力表、流量表和电流表急剧晃动的现象，判断为汽蚀的初生。长时间的运行中，该凝结泵的叶轮出口、诱导轮和压力室进口部位遭到了腐蚀破坏，表面出现蜂窝状麻点，诱导轮脱落，脱落的叶片碰撞摩擦泵壳，致使该凝结泵无法正常使用。从汽蚀初生到停用，该泵只使用约4个月。

分析：凝结泵在运转中，过流部分的局部区域（一般是导向轮、叶轮出入口处）抽送凝水的绝对压力降低到当时温度下的凝水汽化压力时，凝水便在该处汽化，产生大量蒸汽，形成气泡。当含有大量的气泡的凝水向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压凝水致使气泡急剧的缩小以致破裂。气泡破裂同时，凝水以很高的速度填充空处，瞬间产生强烈的冲击作用，并以较高的频率打击金属表面，冲击力可达几百至几千个大气压，频率可达每秒几万次，同时伴随着化学腐蚀作用。在长期汽蚀作用下，导致该凝结泵严重损伤，不能正常使用。

1.2 漏空失压

电站运行后多次出现倒换备用泵，漏空失压，导致多次机停机事故。

分析：电站凝结水泵入口与凝汽器相连，入口工作压力为负压，当凝结泵工作时，凝结泵本体既有负压区，也有正压区。当凝结泵备用时，从凝结泵入口直至出口逆止阀前，均处于负压状态，且两台凝结泵的抽空气管阀系统的一体性，在切换备用泵时，若密封水调节不当或有漏或抽空气管路、阀门漏气，则会引起备用泵进空气，并通过抽空气门进入运行泵引起失压，导致凝结泵出力下降甚至停机。

1.3 密封水密封问题

电站投入运行开始多次出现密封水密封问题造成的失压停机事故。

分析：本机组设计密封水采用从出口逆止阀上部管路直接引凝结出水到填料环进行密封的形式，由于安装及钢管质量问题，运行三个月分别出现密封水管断裂、密封水管被管内腐蚀脱落金属片堵塞而致使失压停机的事故。另外由于采用直接引出口凝结水进行密封的形式，凝结水在出水阀门开度调整时，其压力随着改变，压力随着剧烈波动，对设备造成剧烈冲击，当阀门开度大幅度开启时，出口凝结水压力相应减小，从而密封水压力同时降低，当低于要求的密封压力时，就会吸入空气，造成真空急剧下降，失压解列停机。

1.4 泵体发热、剧烈振动问题

发热和剧烈振动会极大降低泵的使用寿命，甚至报废。

分析：造成凝结泵泵体发热的主要原因有前后轴承间隙过小、填料压盖过紧、轴弯曲、不好、叶轮不平衡增大了向一边的推力；剧烈振动的主要诱因有联轴器梅花垫片严重损坏、轴承严重磨损、基础或转动部件的松动、叶轮的不平衡等。

2 解决措施

2.1 汽蚀现象的解决

为解决汽蚀现象进行了如下措施：

（1）对泵体及管道进行密封试验，消除漏气点，进一步保证泵的真空度，适当延长热井到凝结泵入口管道垂直距离，也即减小吸上高度。

（2）减少吸入损失，设法增加管径。由于凝结泵相应管道已经建成，不能再短时间内更换，考虑到水质比较清洁，故采取取消入口滤网，增大管道弯处曲率半径，并将入口闸阀远离凝结泵入口的方法。极大地减小了汽蚀现象的发生。

（3）汽蚀发生时采用限制凝结泵出口阀的开度或调整凝结水泵再循环阀门的开度或是向凝汽器内补水的方法，来提高凝汽器的水位，降低消除汽蚀的危害。

2.2 漏空失压的解决

（1）确认泵体密封完好，包括泵壳、泵体紧固处、密封填料等；

（2）在启动泵前把入口管和泵内的空气排尽；

（3）确认泵管道各阀门处于要求的正确位置。

2.3 密封水密封问题的解决

1）将密封水管下部易损坏部分更换为两头丝堵的钢丝软管，便于更换且不会断裂；2）增设改造密封水形式，从凝汽器补水管道（内部水压稳定在0.4MPa）引水直接到填料函密封环，由于引用稳压补水，不受操作的阀门开度影响，保证了密封水的密封压力和稳定性，同时原设计的密封水管道作为备用，提高了安全系数。

2.4 发热、剧烈振动的解决

（1）更换轴承、调松填料压盖并检查填料是否完整，填料函是否移位或堵塞、调整轴的同心度、更换适量的黄油，黄油占轴承内空间隙的60%、清楚叶轮内的赃物。

（2）更换梅花垫片、更换轴承、紧固基础和转动部件、对叶轮做平衡试验。叶轮平衡试验步骤如下：

其中叶轮平衡试验步骤如下：1）测显著不平衡：a）将叶轮装在假轴上，放在调好水平的平台上，如图1所示。试验台上有两条铁道，假轴可以在铁道上自由滚动。b）记下叶轮片重的一侧。因为如果叶轮质量不平衡，较重的一处会自动转到下方。在较重的一处加重块（如面快），直到叶轮能在任何位置都能停住。c）称出重块，即为不平衡重量。要消除此不平衡重量。由于叶轮上没有安置平衡重块的位置，所以不采用在较轻处加重块，而是采取在加重块处对面180°处消减同样重要的方法，如用打磨的方法。2）测剩余不显著不平衡：a）将叶轮圆周平分6等份，并标上字号。b）一次把标号位于水平位置上。在标号处加重块，直到开始转动为止。记下重块重量。同样测出其余试加重量，绘成曲线，如图2所示。c）根据曲线求出叶轮的剩余不显著平衡量：P=（P最大―P最小）/2g。同样采取上述方法消减不平衡重量。通过此种方法基本可以使叶轮达到平衡满足使用要求。

3 结束语

凝结泵是干熄焦电站设备中关键设备之一，直接关系着发电效率及发电的安全性、稳定可靠运行。日常使用维护过程中需倍加注意，使各种可能出现的故障隐患暴露在初始阶段，并通过形式有效的方法减轻、消除故障隐患，保证干熄焦发电系统的正常、高效、安全、稳定运行。