大唐清苑熱電有限公司 杜文堯

某電廠1、2號(hào)鍋爐型式為亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、燃煤汽包爐，鍋爐配燃油循環(huán)系統(tǒng)，介質(zhì)為0號(hào)輕柴油，用于鍋爐點(diǎn)火和穩(wěn)燃。油系統(tǒng)設(shè)置有2座露天布置的立式儲(chǔ)油罐，配有3臺(tái)（A、B、C）65AY50/10型多級(jí)臥式離心泵，通過(guò)兩爐爐前油壓調(diào)節(jié)閥控制爐前壓力3.2～3.8MPa，為鍋爐提供燃油，燃油24小時(shí)循環(huán)。

1 供油泵異常及維修過(guò)程

ABC3臺(tái)多級(jí)臥式供油泵設(shè)計(jì)參數(shù)如表1。

表1 供油泵及配套電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)

2019年9月24日11時(shí)42分，1號(hào)鍋爐停爐后，爐前油循環(huán)變?yōu)?號(hào)爐單爐循環(huán)，2號(hào)爐前調(diào)節(jié)閥開(kāi)度從31%自動(dòng)調(diào)節(jié)至51%，B供油泵運(yùn)行，供油母管壓力4.0MPa，供油母管流量23t/h。9月29日17時(shí)46分，2號(hào)爐爐前燃油調(diào)節(jié)閥開(kāi)度從51%降至0，供油母管流量降低至15t/h，供油母管壓力降低至3.0MPa，而電機(jī)電流反而由110A逐漸升高至130A，并超額定電流運(yùn)行。由于B供油泵超電流運(yùn)行，影響電機(jī)運(yùn)行安全，決定對(duì)其拆泵檢查，供油泵倒換為備用油泵運(yùn)行。

圖1 B供油泵故障前運(yùn)行參數(shù)

10月19日，開(kāi)始對(duì)B供油泵解體檢修，拆除兩側(cè)軸瓦，手動(dòng)盤車阻力較大，檢查主軸多處磨損腐蝕約1.2～1.5mm，導(dǎo)葉密封環(huán)、級(jí)間軸套，葉輪密封環(huán)、殼體密封環(huán)不同程度磨損，磨損量在0.8～2.0mm，且泵葉輪上附著一層油泥，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)油泥在酒精中快速溶解，于是采用“酒精+蒸汽”對(duì)B供油泵各個(gè)部件清洗，清洗完畢后10月25日對(duì)該泵回裝，供油母管壓力3.15MPa，供油母管流量13t/h，試運(yùn)正常。在B供油泵檢修過(guò)程中A供油泵和C供油泵出現(xiàn)同樣問(wèn)題。

圖2 B供油泵葉輪及內(nèi)部油泥

2 原因分析

2.1 直接原因

經(jīng)過(guò)對(duì)各供油泵解體檢修，均發(fā)現(xiàn)泵軸及葉輪處積有大量油泥，油泥粘似瀝青。油泥在泵體葉輪內(nèi)積聚，使泵阻力增大、出力下降，同時(shí)油泥在泵體內(nèi)對(duì)軸承和葉輪沖刷，使泵導(dǎo)葉密封環(huán)、級(jí)間軸套等部件之間間隙增大，部件磨損，供油泵負(fù)載增加，最終導(dǎo)致電機(jī)電流升高、油泵損壞。因此可以確定油泵內(nèi)積聚大量油泥是供油泵損壞的直接原因，但油泥產(chǎn)生的根本原因仍需進(jìn)一步分析。

2.2 油泥產(chǎn)生原因分析

油泵運(yùn)行參數(shù)分析：根據(jù)全年燃油系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)分析，燃油經(jīng)多級(jí)離心供油泵后，油溫上升約10℃。而在7月份油罐油溫最高上升至59.04℃，泵出口油溫上升68.1℃（表2）。柴油在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中和空氣接觸而氧化是不可避免的，即氧化安定性[1]。當(dāng)氧化程度加深、出現(xiàn)不可逆的變化時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)酸值增高、粘度增大、沉淀物增多、顏色變深，即產(chǎn)生油泥。試驗(yàn)表明，0號(hào)柴油在60℃時(shí)的氧化速率是43℃時(shí)的2～3倍，在95℃時(shí)的氧化速率是60℃時(shí)的3倍、是43℃時(shí)的7～28倍[2]，柴油的氧化速率隨溫度的升高呈指數(shù)變化規(guī)律。

表2 2019年燃油系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

油罐冷油器運(yùn)行情況：根據(jù)油泵運(yùn)行記錄發(fā)現(xiàn)，2019年5月底2號(hào)油罐溫度較高，同比上升10℃，后確定為2號(hào)油罐冷油器冷卻效果下降，并于6月27日安排外出清理，于7月11日清理并回裝完成，在此期間油系統(tǒng)無(wú)冷卻器投入。

圖3 2019年燃油系統(tǒng)參數(shù)變化趨勢(shì)

油泵運(yùn)行方式的影響：在運(yùn)行油泵電流上升的過(guò)程中，為防止電流超限，對(duì)于多級(jí)離心泵只能通過(guò)調(diào)整出口門控制其出力，實(shí)際運(yùn)行中不得不將泵出口門關(guān)至剩1～2圈，而限制油泵出力后，燃油流量下降，多級(jí)離心泵產(chǎn)生的內(nèi)能使油溫上升更高。6月份泵出口油溫最高上升至73.38℃，1號(hào)油罐油溫最高65.4℃，2號(hào)油罐油溫最高58.3℃。由此可以判斷，由于油罐冷卻器退出運(yùn)行使油溫隨環(huán)境溫度不斷上升。油溫的上升加速柴油的氧化，使油泵出力下降、電機(jī)電流升高，為防止電機(jī)電流超限，運(yùn)行繼續(xù)關(guān)小泵出口門，泵出口及泵體油溫繼續(xù)上升，產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致供油泵軸承損壞。

3 應(yīng)對(duì)措施

對(duì)損壞的供油泵進(jìn)行外修后，通過(guò)采取以下措施，監(jiān)督和控制油溫在合理范圍內(nèi)，確保了供油泵的安全運(yùn)行，未再出現(xiàn)該問(wèn)題：

分別對(duì)1、2號(hào)油罐進(jìn)行徹底清洗，避免殘留油泥對(duì)油泵產(chǎn)生影響；明確1、2號(hào)油罐運(yùn)行方式，一運(yùn)一備運(yùn)行，燒舊存新，即在日常運(yùn)行中使用新油打循環(huán)，而舊油在機(jī)組啟動(dòng)前集中使用；明確油循環(huán)最小油量，避免過(guò)低的油量無(wú)法帶走泵體產(chǎn)生的熱量，使油泥在泵體處產(chǎn)生、積聚；制定定期檢修計(jì)劃，每年5月前完成油罐冷卻器的清洗，確保夏季冷卻器換熱良好；對(duì)于新采購(gòu)柴油將氧化安定性指標(biāo)作為考核指標(biāo)，如該指標(biāo)不合格不予接卸；加強(qiáng)燃油系統(tǒng)油溫監(jiān)督，如油罐溫度達(dá)45℃或泵出口溫度達(dá)55℃供油泵采取間斷運(yùn)行的方式，以避免油溫過(guò)高。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)分析確定供油泵軸承損壞的原因?yàn)椋凸蘩鋮s器退出運(yùn)行使油溫隨環(huán)境溫度不斷上升。油溫的上升加速柴油的氧化使油泵出力下降、電機(jī)電流升高，為防止電機(jī)電流超限，運(yùn)行繼續(xù)關(guān)小泵出口門，泵出口及泵體油溫繼續(xù)上升，產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致供油泵軸承損壞。根據(jù)油泵軸承損害原因，制定監(jiān)督和控制油溫的措施，確保了供油泵未再出現(xiàn)軸承損壞問(wèn)題。