董 超，王 盈

(1.貴州金元發(fā)電運營有限公司盤南分公司，貴州 盤縣 553505;2.黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150002)

1 問題的提出

某電廠600MW機(jī)組鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG—2008/18.2—YM2型，亞臨界、一次中間再熱強(qiáng)制循環(huán)鍋爐。該鍋爐配置美國CE—KSB爐水循環(huán)泵3臺，單泵運行可滿足60%的額定負(fù)荷;兩臺泵運行即滿足100%的最大連續(xù)負(fù)荷。正常運行工況可3臺泵同時運行，所有循環(huán)泵停運時不允許鍋爐運行。由此可以看出，爐水循環(huán)泵是為了保證鍋爐水循環(huán)而設(shè)計的，其作用是強(qiáng)迫爐水循環(huán)，使整個鍋爐的循環(huán)動壓頭提高3～5倍，為大容量超高參數(shù)鍋爐確保良好的循環(huán)回路創(chuàng)造條件。

CE—KSB爐水循環(huán)泵的電動機(jī)與泵采用整軸連成一體，立式安裝。泵殼體、隔熱體和電動機(jī)組成一個受壓筒，所有內(nèi)部構(gòu)件都安裝在受壓筒里面，電動機(jī)組件與泵殼體用螺栓連接。在泵殼體與隔熱體之間填有撓性墊片，泵運轉(zhuǎn)時，泵殼體和電動機(jī)內(nèi)均充滿高壓水，且該高壓水是連通的，泵內(nèi)高溫介質(zhì)由隔熱體與電機(jī)隔絕，推力盤兼有副葉輪，它的作用是促使電機(jī)內(nèi)的高壓水經(jīng)轉(zhuǎn)子和定子間的間隙循環(huán)從而冷卻電動機(jī)腔室，并潤滑導(dǎo)向軸承和推力軸承。該泵、電動機(jī)及冷卻水系統(tǒng)見圖1。

該電廠二期工程裝有2臺600MW強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，共6臺爐水循環(huán)泵，相繼投產(chǎn)7年中先后共4次燒損3臺爐水循環(huán)泵電動機(jī)，其中1臺爐水泵電機(jī)燒損原因是爐水泵高壓冷卻水系統(tǒng)泄漏造成，另外兩臺爐水泵電機(jī)的定子絕緣值逐漸降低，直至燒損。下面就針對爐水泵電機(jī)以上兩種損壞原因加以分析:

2 爐水泵損壞原因分析與預(yù)防措施

2.1 爐水泵高壓冷卻水系統(tǒng)的泄漏

該廠利用停機(jī)期間，在爐水泵冷卻水管路附近加裝操作平臺，由于對爐水泵及其冷卻水系統(tǒng)的膨脹量考慮不足，致使在鍋爐啟動過程中，高壓冷卻水管路膨脹受阻而泄漏，同樣在安徽平圩發(fā)電公司也發(fā)生過6#濾網(wǎng)及33#壓力表泄漏，損壞爐水泵電機(jī)的事故。由于爐水泵高壓冷卻水回路與爐水壓力一致，高壓冷卻水系統(tǒng)泄漏后，會造成電動機(jī)腔室中的冷卻水壓力低于高壓爐水的壓力，使高溫爐水竄入電機(jī)內(nèi)。我們知道:電機(jī)內(nèi)介質(zhì)溫度是保護(hù)電機(jī)正常運行的主要因素。試驗證明:爐水泵電機(jī)內(nèi)監(jiān)測水溫為65℃時，電機(jī)短時間運行其壽命不受影響。水溫85℃時，電機(jī)在短時間或長期運行時其壽命將縮短或損壞，所以該電機(jī)在運行規(guī)程中明確規(guī)定:電機(jī)腔室內(nèi)水溫達(dá)56℃報警，60℃跳閘，因此330℃左右的爐水進(jìn)入電機(jī)腔室后釀成該類事故是必然的。

為防止?fàn)t水泵高壓冷卻水系統(tǒng)的泄漏，應(yīng)著重加強(qiáng)以下幾個方面的運行維護(hù)措施:

1)加強(qiáng)高壓冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)輕微的泄漏和電機(jī)腔室溫度的變化，為及時處理和消缺贏得時間。

2)嚴(yán)防6#濾網(wǎng)堵塞，9#閥未及時打開時，高壓冷卻水不能循環(huán)冷卻，而造成電機(jī)腔室溫度高，損壞電機(jī)。

3)爐水泵注水切換時，嚴(yán)防注水閥未關(guān)嚴(yán)、部分閥門該關(guān)閉而未關(guān)閉及逆止閥泄漏，使?fàn)t水倒流進(jìn)入注水管道而損壞電機(jī)。

4)在停運凝結(jié)水、給水系統(tǒng)時要考慮爐水泵的注水水源切換問題，防止注水中斷導(dǎo)致電機(jī)腔室溫度急劇升高，損壞電機(jī)。

5)嚴(yán)防爐水泵的低壓冷卻水中斷及冷卻水量不足而引起隔熱體、高壓冷卻器溫度升高，從而導(dǎo)致爐水泵電機(jī)腔室溫度異常升高。

2.2 爐水泵電機(jī)的定子絕緣值逐漸降低導(dǎo)致的電機(jī)燒損

1996年該廠3#爐(1995年投產(chǎn))3#爐水泵電機(jī)燒損，檢修時將3 kV電壓等級的爐水泵電機(jī)改為6 kV電壓等級，實際運行中該電機(jī)的絕緣值逐漸下降，并在1999年3#爐水泵電機(jī)再次燒損，考慮到電機(jī)絕緣值有不低于1 MΩ/kV的規(guī)定，于是再次將電機(jī)的電壓等級改回3 kV。

2001年該廠4#爐(1999年投產(chǎn))2#爐水泵電機(jī)(6 kV電壓等級)同樣也是絕緣值逐漸下降，直至燒損。

從以上兩個電機(jī)損壞情況來看，電壓等級及絕緣要求值并非是造成電機(jī)損壞的直接原因，筆者認(rèn)為有必要從該電機(jī)結(jié)構(gòu)性能、運行維護(hù)管理方面入手分析。

我們先了解該濕式電機(jī)的結(jié)構(gòu)性能:該電機(jī)定子繞組采用經(jīng)輻射處理的聚乙烯絕緣材料，聚乙烯繞組線施加電壓時產(chǎn)生“小樹脂”的幾率，在具有一定導(dǎo)電率的水中成倍增加，試驗時用的污水(按一定配方配制)濃度增加，線圈壽命下降，因此水質(zhì)對該濕式電機(jī)壽命影響很大，同時電機(jī)軸承采用水潤滑，若潤滑水中雜質(zhì)顆粒直徑超過軸承水膜厚度，就會劃破水膜，使軸承承載力下降，加劇軸承磨損。電動機(jī)在實際應(yīng)用時采用測量繞組絕緣電阻作為電機(jī)繞組壽命的評定，聚乙烯絕緣線圈的絕緣電阻降到1 MΩ時被認(rèn)為是壽命終點，所以筆者認(rèn)為以下兩個因素是引起爐水泵電機(jī)的定子絕緣值逐漸降低導(dǎo)致電機(jī)燒損的主要原因。

2.3 其它因素

2.3.1 水質(zhì)因素

爐水泵在啟動前，為除去可能存在于管路、電機(jī)和泵體中的雜質(zhì)和空氣，規(guī)程規(guī)定必須對高壓水管路和泵體進(jìn)行注水和清洗。爐水泵從開始注水清洗到11#門出水水質(zhì)合格大約需要2 h，由于注水清洗費時費力、影響啟機(jī)時間，加之管理監(jiān)督不到位，爐水泵注水清洗操作基本被忽略。該廠600MW機(jī)組年利用小時數(shù)在2003年前不足4 500 h，因此在較長停機(jī)時間里，凝結(jié)水管道氧化腐蝕物會沉積在管道中，同時在停止?fàn)t水泵注水時，經(jīng)常性不進(jìn)行關(guān)閉 62#、18A#、18#、15#、23#門的操作，所以在啟動凝結(jié)水泵時，大量的雜質(zhì)會很容易進(jìn)入爐水泵電機(jī)腔室中，再加上不進(jìn)行注水清洗操作，同時3#爐水循環(huán)泵的位置靠近注水母管，為雜質(zhì)進(jìn)入電機(jī)腔室而影響定子線圈絕緣埋下了重大隱患。

為降低注水水質(zhì)因素的影響，應(yīng)著重從以下幾個方面加以防范:

1)在62#門前加裝放水門，開啟62#門之前，先疏水，待水質(zhì)合格后，再開啟62#門。

2)在規(guī)程中明確:停止?fàn)t水泵注水后，增加“必須關(guān)閉62#門”的規(guī)定。

3)加強(qiáng)運行人員責(zé)任心教育，認(rèn)真嚴(yán)格執(zhí)行運行規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行注水清洗工作。

4)加強(qiáng)管理，在沒有得到爐水泵注水清洗水質(zhì)合格的報告單時，不得啟動爐水循環(huán)泵。

2.3.2 定子線圈允許溫度的影響

為使聚集在爐水泵高壓冷卻水系統(tǒng)中的空氣逸出，爐水泵啟動前需要點動3次，規(guī)程規(guī)定每次啟動運行5 s且每次啟動間隔15～20 min，由于這項操作完成后，馬上就進(jìn)行點火吹掃，為急于搶時間，經(jīng)常在間隔5 min左右后，管理人員就下令再次點動。我們知道:導(dǎo)體通過電流時，在不斷產(chǎn)生熱量的同時也不斷地向周圍介質(zhì)散發(fā)熱量，當(dāng)導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，導(dǎo)體溫度必將會穩(wěn)定到某一數(shù)值，這一溫度值定義為穩(wěn)定溫度。如圖2所示，啟動3次后，爐水泵定子線圈溫度就會達(dá)到接近它的短路電流產(chǎn)生的熱量所對應(yīng)的溫度θK，日積月累勢必會影響定子線圈的絕緣壽命，所以在任何情況下一定要杜絕違反規(guī)程規(guī)定的操作行為，保障設(shè)備安全、可靠地運行。

圖1 電動機(jī)及冷卻系統(tǒng)示意圖

圖2 短路電流產(chǎn)生的熱量所對應(yīng)的溫度

以上這兩種“慢性病”在實際運行中短時間不易被察覺，出現(xiàn)的問題也不會立即顯現(xiàn)出來，只是造成潛在危害，所以在運行中應(yīng)嚴(yán)格加以防范。