大型电动调速给水泵故障原因分析

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大型电动调速给水泵故障原因分析黄秀峰,张 清(北京京能热电股份有限公司,北京100041)摘 要:调速给水泵是火力发电厂汽轮机组的重要辅助设备之一,它在运行中出现的各种故障会给机组运行带来不安全的隐患。

为此结合生产中所遇到的调速给水泵故障,详细介绍了故障过程、原因分析和解决办法。

关键词:调速给水泵;故障;耦合器;油质;振动中图分类号:T M621.7 文献标识码:B 文章编号:1003-9171(2006)03-0033-03Reason Analysis on Faultof Large Scale Governing Electric Feedwater PumpHuang Xiu-feng,Zhang Qing(Beijing Jingneng T hermal Pow er Co.Lt d.,Beijing100041,China)Abstract:T he governing feedwater pump is a kind of import ant auxiliaries of steam turbine unit in t hermal power plant.Its f ault will jeopardize t he safety of operat ing units.T his paper,based on summarized operational experience,introduces t he process of f ault developing in det ail,discusses t he cause of fault,and put s f orward some solut ions.Key words:g overning f eedw at er pump;fault;coupler;the qualit y of oil;vibrat ion 北京京能热电股份有限公司(以下简称京能热电)装有4套200M W/145M W/535/130/535型的热电联产三缸双排汽机组。

每套机组配有2台全容量给水泵组,其中一种是英制韦尔泵,共5台,给水泵型号为FK6F32(DGT750-180),耦合器为R17K1(2)E型,前置泵为FAIB56型;另—种是国产泵,共3台,给水泵型号为YG01,耦合器型号为YOT-01,前置泵为Q G01型。

正常情况下,1台运行,1台备用。

现对给水泵运行中出现的几次典型故障进行分述。

1 给水泵油中含水严重超标1.1 过程及现象2003年9月1日,4号机B给水泵油色异常,经化验,油中含水严重超标(660×10-6),立即按常规对工作冷油器及润滑冷油器打压查漏。

工作冷油器打压至0.4M Pa,润滑冷油器打压至0.5 M Pa,30min未见铜管有泄漏,油压未见下降。

滤油合格后备用。

9月8日,B泵油色又现异常,化验油质,油中含水又已超标,再次检查工作冷油器及润滑冷油器,未发现泄漏。

滤油合格后该泵列入紧急备用。

9月24日,更换了主泵两侧机械密封并检查两侧油挡间隙未见异常。

冷油器再次打压查漏。

工作冷油器及润滑冷油器均打压至0.7M Pa(设计压力),30m in未见铜管有泄漏,油压未见下降。

滤油合格后,开泵并带负荷后,化验油中含水超标。

10月26日,改用气体查漏方法,将冷油器水侧注满水,油侧把油放净,在油侧充气,压力达到0.6M Pa,检测时没有发现水侧有气泡产生,确定给水泵工作冷油器及润滑冷油器没有产生泄漏。

12月2日,为查找确切部位,对该泵再次进行试验(试验数据见表1)。

试验前在传动端和自由端各瓦回油管上加装取样放油门,另外还在润滑油滤网放气门处取样。

开泵前,将油过滤合格;泵运行过程中滤油机不停。

开泵后当油中含水量达到400×10-6时,停止试验。

1.2 原因分析(1)如前所述,经多次检查维修和试验,否定了工作冷油器及润滑冷油器泄漏的可能。

(2)经过分析和试验,发现该泵在备用状态(润滑油泵开启)及空载1000r/min状态(不开出口门试泵)下油中含水不超标。

油中含水量是随着给水泵转速的升高、压力的增大而持续增大。

当给水泵的油中进水量已大大超过滤油机滤出的水量,则造成油中含水量不断增加。

33N o.3 2006 华北电力技术 N O RT H CHIN A ELECT RIC PO W ER 表1 京能热电4号机B 给水泵试验数据时间(2003年12月2日)转速/(r ・min -1)泵出口压力/M Pa工作油压/M Pa 润滑油压/M Pa 自由端含水量/×10-6传动端含水量/×10-6供油含水量/×10-611:401056 3.00.230.2360565516:451056 3.60.230.2344474718:181056 3.60.230.2250494918:45486418.20.210.22117736019:45472117.90.220.2235730130520:45474317.60.220.22464360413 (3)从油中含水量取样点分析。

进水是由机械密封泄漏造成的,机械密封漏出的水,部分沿轴进入轴承室,造成给水泵运行状态下油中含水超标。

1.3 处理方法(1)在锅炉给水泵自由端和传动端的机械密封挡水盘和轴瓦油挡之间,加装了特殊挡水装置(如图1所示),防止机械密封泄漏的水,沿泵轴进入轴承室。

(2)对轴承室的空气放气装置进行彻底清理检查,不允许有阻塞现象。

(3)检查油挡和轴瓦的接触情况。

(4)在完成了上述工作后,重新按照以前的参数作试验。

(5)此泵经过实验和带负荷运行,从每小时化验1次油样到每天化验1次,油中含水没有明显增长,达到了标准,解决了长期油中含水超标的问题,从而消除了这一影响机组安全的重大隐患。

1.4 进一步完善措施在采取以上临时措施的基础上,要彻底解决这一问题必须从设备的结构入手,可采取如下的完善措施:(1)减少轴承室的压力,检查轴瓦盖上的放气装置是否通畅。

(2)保证各部分接触严密,检查密封胶圈直径是否符合标准的要求,供应的零部件是否合格。

(3)保证机械密封动、静部分在运行中的接触良好、不泄漏,测量压缩量是否符合设计要求。

2 给水泵在停泵和开泵时转速居高不下2.1 过程及现象1号机2号给水泵组是良乡电力设备修造厂制造的仿苏尔寿产品,给水泵型号为YG01,耦合器型号为YOT -01。

此泵在2004年8月,当耦合器勺管在零位时,输出转速在3200r /min 突然居高不下,给运行造成了不稳定隐患。

2.2 试验及原因分析为查找出现此种现象的原因,特做以下试验:(1)勺管在零位时,启动给水泵,液力耦合器图1 锅炉给水泵加装挡水装置示意图输出转速在3200r /m in ,保持约5min 时间,液力耦合器输出转速会降低到2300r /min,与设计的初始转速1200~1400r/m in 不符。

(2)将液力耦合器输出转速升到4000r /min ,开始停泵,勺管到零位时,转速到3200r /m in 时就停止下降。

根据YOT -01型耦合器的结构以及所做试验,初步判断由如下原因造成:(1)工作油控制滑阀开度大,由于涡轮中进油过量,造成初始时勺管排不出过多的油。

(2)勺管行程(应为140mm +1m m)达不到设计要求。

2.3 解决问题的办法(1)解体检查调速装置,调整工作油控制滑阀的进油开度,把滑阀连杆调到合适位置。

(2)做调速系统的静态试验,检查勺管行程能否满足运行需要,这是因为管的行程大小直接影响液力耦合器的输出转速。

通过试验发现勺管行程未能达到要求。

分析由如下原因造成:(1)勺管有卡涩的部位,排油不畅;(2)液压油缸漏油和卡涩;(3)液压油缸中的弹簧失效。

经进一步检查逐一排除,发现液压油缸中的弹簧存在问题。

2.4 结论把滑阀连杆调到合适位置,减少了初始工作34 华北电力技术 N O RT H CHIN A ELECT RIC PO WER N o .3 2006的进油量,保证了涡轮中的工作油满足需要。

更换了新的弹簧使勺管的行程达到要求。

处理完之后开泵进行试验,结果满足需要,达到了预期的效果。

3 给水泵异常振动3.1 振动异常检查2004年1月2日,发现3号机1号给水泵主泵振动大,具体数据如表2。

表2 3号机1号给水泵振动异常的数据 m检测项目不同转速(r/m in)下的振动值419542664287自由端振动垂直283026水平75140110轴向301430输入端振动垂直194221水平329688轴向71627耦合器输出振动垂直212025水平323840轴向556667 检查运行记录,各轴瓦温度均正常。

停泵后给水泵盘车不动。

检查前置泵滤网时,发现8个滤网中有7个全部损坏(滤网内衬的不锈钢网破损),一个滤网内衬开裂,滤网内有金属片残留其中(金属残片怀疑为除氧器中零件)。

考虑到芯包盘车不动,怀疑滤网破损物进入芯包,因此决定更换芯包。

换下的芯包送上海检修更换新轴,在检查芯包时发现有破损的滤网内衬残留在芯包内。

更换芯包并清理了前置泵和主泵入口管,完成试泵。

负荷在160M W时,轴头水平振动值为0.19m m。

检修人员重新找中心,之后试泵。

负荷在160MW时,轴头水平振动值为0.18mm。

对主泵轴头、腰瓦及油挡进行解体检查。

通过检查,各瓦和油挡均无问题。

在制定了严格的试验措施后,对给水泵进行振动试验,测量的振动数据如表3。

表3 3号机1号给水泵的振动烈度*mm/s位置和方向振动烈度主泵轴头水平方向9.39主泵腰瓦水平方向13.00 *:开出口门、负荷145M W、转速4290r/min。

主泵在没有倒负荷前轴瓦振动烈度已经超标,泵体外壳的振动烈度也比较大,带负荷后轴头的水平振动烈度数值中有两个不同频率的分量,频率比较接近,容易造成在某一个时刻形成振动烈度的叠加。

上海电力修造厂的专家认为,由于在其他电厂也发现过芯包检修完振动仍然大的情况,怀疑是进口芯包的轴已到使用年限,建议我厂是否考虑更换新轴。

换上由上海电力修造厂已换新轴的芯包,试泵振动值均在0.05mm以内,合格。

此泵间断运行到2004年6月2日,再次发生主泵轴头、腰瓦水平振动大的情况,和同年1月的情况一样。

再次对该给水泵做振动频谱分析。

结果在200M W、4400r/min工况下,轴头水平振动0.30m m,腰瓦水平振动0.25m m。

地基和主泵出口法兰振动均在0.05m m以下。

拆靠背轮罩子准备检查轴瓦时发现,泵侧弹簧叠片有S型严重变形、且靠背轮间距不足,只有203.4mm,而标准应为204.48mm(热态下)和206.7mm(冷态下)。