張懷宇 史爭(zhēng)艷

摘 要：本文以某電廠1000MW超超臨界機(jī)組汽動(dòng)給水泵的汽化事件為基礎(chǔ)，結(jié)合鍋爐汽動(dòng)給水泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和最小流量閥的技術(shù)特點(diǎn)，分析了給水泵汽蝕的原因，指出了給水熱力系統(tǒng)中最小流量閥的關(guān)鍵性。

關(guān)鍵詞：汽動(dòng)給水泵，汽化，最小流量閥

概述

某電廠1000MW超超臨界機(jī)組，給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為，1臺(tái)30%BMCR容量的電動(dòng)給水泵和2臺(tái)50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵，正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)汽泵承擔(dān)鍋爐上水任務(wù)，電泵作為啟動(dòng)及帶低負(fù)荷或當(dāng)一臺(tái)汽泵故障時(shí)的備用泵。其中給水泵汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)：?jiǎn)屋S、單缸、再熱冷段蒸汽外切換、變轉(zhuǎn)速、沖動(dòng)式、凝汽式，主機(jī)額定工況功率16397KW，額定轉(zhuǎn)速5605r/min，排汽壓力8.5kPa，電超速6380r/min。

1汽動(dòng)給水泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

汽動(dòng)給水泵主要由泵的芯包、內(nèi)外泵殼、水力部件、中間抽頭、平衡裝置、軸承、軸封以及泵座等部件組成，共6級(jí)；再循環(huán)管道設(shè)計(jì)為30%流量，配備一個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)，前后各有一個(gè)手動(dòng)截止門(mén)，氣動(dòng)門(mén)后配有逆止門(mén)。

泵設(shè)計(jì)成水平、離心、多級(jí)筒體式，為便于快速檢修泵，內(nèi)部組件設(shè)計(jì)成可以整體從泵外筒體內(nèi)抽出的芯包結(jié)構(gòu)，芯包內(nèi)包括泵所有的部件。相同型號(hào)的泵組芯包內(nèi)所有部件都具有互換性。備用芯包可以在所提供的任何一臺(tái)泵組的殼體中進(jìn)行性能試驗(yàn)。

泵中所用的葉輪和導(dǎo)葉及內(nèi)部流道的設(shè)計(jì)保證給水泵具有較高的水力效率，徑向間隙根據(jù)效率、臨界轉(zhuǎn)速和軸撓度確定，保證主給水泵具有較高的運(yùn)行效率和可靠性。泵軸在易磨損處有可調(diào)換的軸套。葉輪的硬度比可拆卸型的泵殼或其它靜止部分高一個(gè)等級(jí)，從而保證動(dòng)靜部分即使發(fā)生磨損，也可保護(hù)轉(zhuǎn)動(dòng)部件。在磨損發(fā)生后，通過(guò)調(diào)整動(dòng)靜部分間隙，亦可使泵組保證高效運(yùn)行。

泵的水力平衡裝置為平衡鼓結(jié)構(gòu)，通過(guò)平衡裝置平衡大部分軸向推力，其余軸向力通過(guò)推力軸承平衡，整套平衡裝置能防止主泵在任何工況下，轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)。推力軸承在所有的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)情況下，包括泵啟動(dòng)和停止時(shí)能維持縱向?qū)χ泻涂煽康钠胶廨S向推力。

2汽化現(xiàn)象

汽泵組在調(diào)試過(guò)程中，于11月8日，進(jìn)行A小汽機(jī)單轉(zhuǎn)，完成電超速試驗(yàn)后停機(jī)投入盤(pán)車(chē)。11月9日，聯(lián)接好靠背輪后，進(jìn)行A汽泵組冷水再循環(huán)試轉(zhuǎn)，均正常。在鍋爐吹管期間A汽泵擔(dān)任主要的上水任務(wù)，運(yùn)行正常。在11月11日11：08 啟備變跳閘，全廠停電。待廠用電恢復(fù)正常后，啟動(dòng)B汽泵上水，鍋爐點(diǎn)火。同時(shí)啟動(dòng)A汽泵作為備用，在轉(zhuǎn)速到達(dá)3000r/min后，運(yùn)行10分鐘左右，汽泵振動(dòng)突然加大且到達(dá)跳閘值（200）。檢查除氧器水位、壓力和溫度均正常，再次啟動(dòng)A汽泵在1000轉(zhuǎn)下暖機(jī)，泵的噪音、振動(dòng)較大，泵內(nèi)水溫明顯高于除氧器水溫，汽泵推力瓦處聲音異常，瓦溫較正常運(yùn)行時(shí)高出10度左右。調(diào)出A汽泵運(yùn)行的歷史趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)前置泵電流、壓力，主泵的出口壓力均穩(wěn)定無(wú)異常，因此排除濾網(wǎng)堵塞，懷疑汽泵出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，打開(kāi)泵體放氣門(mén)，發(fā)現(xiàn)有持續(xù)的水蒸汽噴出。此時(shí)懷疑再循環(huán)手動(dòng)門(mén)開(kāi)度太小，無(wú)法滿足汽泵最小流量導(dǎo)致汽化。待泵內(nèi)注滿水，全開(kāi)再循環(huán)手動(dòng)門(mén)后，啟動(dòng)A汽泵，在到達(dá)3000轉(zhuǎn)后，依然出現(xiàn)上述類(lèi)似情況，打閘停機(jī)。觀察前后兩次試轉(zhuǎn)時(shí)間均為1小時(shí)左右。懷疑再循環(huán)管道出現(xiàn)阻塞導(dǎo)致汽泵汽化。

3故障分析與處理

為驗(yàn)證結(jié)論，分別進(jìn)行下列試驗(yàn)。一、全開(kāi)再循環(huán)氣動(dòng)門(mén)后，單轉(zhuǎn)A前置泵，在強(qiáng)制保護(hù)條件后，將調(diào)門(mén)由100%開(kāi)度逐漸全關(guān)，發(fā)現(xiàn)前置泵電機(jī)電流和泵的出口壓力無(wú)明顯變化。二、用A汽泵為鍋爐上水，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，未再出現(xiàn)汽化，同時(shí)關(guān)小A汽泵再循環(huán)氣動(dòng)門(mén)，由全開(kāi)至全關(guān)，上水流量無(wú)明顯變化，顯然不符合再循環(huán)管道30%的設(shè)計(jì)流量。以上試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證汽化是由再循環(huán)管道造成。于是對(duì)再循環(huán)管道的閥門(mén)進(jìn)行逐一排查。手動(dòng)門(mén)、逆止門(mén)均沒(méi)有問(wèn)題。解體再循環(huán)最小流量氣動(dòng)閥后，發(fā)現(xiàn)閥芯的外部籠罩上掛有很多機(jī)械類(lèi)雜質(zhì)，減小了通流面積。

將機(jī)械雜質(zhì)清理干凈后，閥門(mén)復(fù)裝，再次轉(zhuǎn)泵時(shí)，發(fā)現(xiàn)汽泵泵體平衡管兩端溫度差異較大，將汽泵解體檢查，抽出芯包，發(fā)現(xiàn)泵非驅(qū)動(dòng)端的軸套定位銷(xiāo)已斷裂，軸套與平衡盤(pán)抱死，導(dǎo)致平衡水已無(wú)法流出。更換芯包后，汽泵組運(yùn)行正常。

通過(guò)此次事件也從側(cè)面反應(yīng)出，現(xiàn)在工程的工期都比較緊張，為了趕工期，必須在較短的時(shí)間內(nèi)完成施工，容易在管道內(nèi)殘存一些諸如焊渣、碎片之類(lèi)的施工垃圾。應(yīng)嚴(yán)把施工驗(yàn)收關(guān)，為試運(yùn)創(chuàng)造良好的條件，避免發(fā)生設(shè)備損壞。

4最小流量閥的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)

最小流量閥為主副密封結(jié)構(gòu)，有效的保護(hù)主密封面不受高流速介質(zhì)的沖蝕。在閥桿徑向設(shè)置多級(jí)籠式套筒，孔徑錯(cuò)位重疊，承擔(dān)閥門(mén)承受的總壓降。采用多級(jí)減壓后，通過(guò)計(jì)算相鄰兩級(jí)的孔徑錯(cuò)位重疊面積，使閥門(mén)的總壓降分布在各級(jí)節(jié)流元件上，每級(jí)降壓過(guò)程中流體壓力都大于其在入口溫度下的飽和蒸汽壓力，有效防止汽蝕?；\式閥芯的特點(diǎn)是流體在籠體四周均勻的流入或流出，流體相對(duì)于閥桿的任何變化均沒(méi)有中斷和突變現(xiàn)象，具有光滑的流動(dòng)特性，可極大的降低噪音和減輕振動(dòng)。同時(shí)由于流體在流場(chǎng)內(nèi)平穩(wěn)順暢地均勻進(jìn)出，不會(huì)造成閥桿的應(yīng)力集中。但閥體的內(nèi)部部件間隙較小，對(duì)水質(zhì)要求較高，特別是在給水泵的初始試運(yùn)階段，容易造成異物卡塞。

5結(jié)語(yǔ)

鍋爐給水泵是電廠熱力系統(tǒng)中最為重要的輔機(jī)之一，而最小流量再循環(huán)閥對(duì)給水泵的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用，因此，應(yīng)選用制造工藝精良、調(diào)節(jié)性能良好的再循環(huán)閥，同時(shí)確保再循環(huán)管道的設(shè)計(jì)合理性，使泵在最小流量下維持運(yùn)行，保證給水泵不因汽蝕而損壞。此外，定期對(duì)最小流量閥進(jìn)行檢修，保證熱力系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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