付延平
（張家口發(fā)電廠塔山分廠設(shè)備部）
【摘 要】隨著單機容量的不斷增大，大型機組的安全運行，對電力系統(tǒng)具有舉足輕重的影響。近年來大型輔機設(shè)備損壞事故時有發(fā)生，嚴(yán)重影響整個機組的安全運行。本文通過對鍋爐電動給水泵前置泵的原因分析，結(jié)合軸竄量增大及軸振增大的實際問題，提出了相應(yīng)的問題處理策略，通過現(xiàn)場解體檢查處理，掌握了設(shè)備問題的根本原因和治理措施。以期更好的推進汽輪機的平穩(wěn)安全運行。
【關(guān)鍵詞】鍋爐電動給水泵；前置泵；竄軸；軸振大；問題處理
引言：
一期工程是2×600MW亞臨界、直接空冷凝汽式汽輪發(fā)電機。每臺機配備3臺50%容量的電動調(diào)速給水泵組，是由電動給水泵、電動前置泵、液力偶合器、電動機等設(shè)備組成，2臺運行，1臺備用。它是向鍋爐連續(xù)供水并向鍋爐過熱器、再熱器及汽輪機高壓旁路提供減溫水。每臺給水泵配置1臺前置泵，并與給水泵主泵由同一電動機驅(qū)動。其中，前置泵的型號為SQ300-670。前置泵主要部件采用抗汽蝕材料制造，使給水泵組具有良好的抗汽蝕性能。當(dāng)出現(xiàn)負荷波動或機組跳閘等不穩(wěn)定工況時，泵應(yīng)能安全運行而不發(fā)生汽蝕。在所有運行范圍內(nèi)，前置泵的揚程大于給水泵主泵所需要的必需汽蝕余量，并留有一定的裕量以抵消電廠中系統(tǒng)瞬變引起的變化。前置泵性能與給水泵相匹配，在任何允許運行工況、變工況及甩負荷的情況下均應(yīng)保證主給水泵不會發(fā)生汽蝕。
1、軸竄及軸振大現(xiàn)象描述
1.1電動給水泵的運行方式Z初是在機組負荷300MW左右時，2臺電動給水泵也同時運行，為了保證1臺事故停運時，機組的負荷不受影響。
1.2前置泵主要技術(shù)參數(shù)
1.3異常描述
一號機組1號電動給水泵的前置泵在機組分布試運及168期間和168結(jié)束進入商業(yè)運行時期，軸竄量、非驅(qū)動端支持和推力軸承振動逐漸增大。機組負荷300MW，發(fā)現(xiàn)前置泵軸承體內(nèi)有異音，并且振幅Z大X：0.025mm；Y：0.061mm。下午15：00時對軸承體異音、振動跟蹤檢查無太大變化，晚22時檢查異音增大，振動變化為Z大X：0.04mm，Y：0.067mm。9月12日08時25分1號機負荷350MW，檢查發(fā)現(xiàn)前置泵非驅(qū)動端軸承體發(fā)出有明顯的撞擊聲，手觸感覺振動異常大，用表測量振幅值X：0.17mm，Y：0.38mm⊙：0.087mm。驅(qū)動端軸承振動Y：0.087mm，X：0.046mm。非驅(qū)動端軸承體振動嚴(yán)重超標(biāo)，已無法維持正常的運行，繼續(xù)運行會使部件嚴(yán)重損壞，還會波及其它部件的損壞。所以，電動給水泵被迫停運。
1.3.1解體后發(fā)現(xiàn)問題：
1.推力軸承壓緊端蓋磨損1.175mm.錐形滾子軸承體磨損，直觀檢查間隙明顯增大；
2.泵體揭蓋后，葉輪中心向非驅(qū)動端不正常移動≥5mm，非驅(qū)動端葉輪口環(huán)與泵體碰磨，泵體磨損1.20mm。驅(qū)動端葉輪鎖母止退墊沒有，驅(qū)動端葉輪鎖母旋緊，外露有6道絲扣，非驅(qū)動端無絲扣露出，兩葉輪鎖母鎖緊葉輪驅(qū)動端葉輪鎖母沒有止退墊。
1.3.2解體測量軸承發(fā)現(xiàn)問題：
1.驅(qū)動端徑向軸承頂部間隙，用塞尺測量，0.30mm，塞入深度0.35mm，標(biāo)準(zhǔn)間隙：0.13～0.15mm。內(nèi)側(cè)油封間隙：0.25mm，外側(cè)油封間隙：0.35mm，標(biāo)準(zhǔn)間隙0.23～0.30mm；
2.非驅(qū)動端徑向軸承頂部間隙，用塞尺測量0.23mm，塞入深度0.35mm.標(biāo)準(zhǔn)間隙；0.13-0.15mm。內(nèi)側(cè)油封間隙：0.30mm，標(biāo)準(zhǔn)間隙：0.23～0.30mm；
3.測量非驅(qū)動端密封環(huán)徑向間隙：塞尺測量直徑1.15mm，標(biāo)準(zhǔn)間隙0.59～0.75mm。密封環(huán)軸向間隙10mm，標(biāo)準(zhǔn)間隙每側(cè)5mm；
4.測量驅(qū)動端密封環(huán)徑向間隙：塞尺測量直徑1.80mm，標(biāo)準(zhǔn)間隙0.59～0.75mm。密封環(huán)軸向間隙10mm，標(biāo)準(zhǔn)間隙每側(cè)5mm；
5.測量葉輪與軸徑的配合間隙：塞尺測量直徑總間隙0.48mm.，標(biāo)準(zhǔn)間隙：0～0.03mm；
1.3.3前置泵其它部件解體：
1.用游標(biāo)卡尺測量密封環(huán)間隙直徑2mm，標(biāo)準(zhǔn)間隙0.59～0.75mm。測量軸瓦直徑6.38mm，軸頸直徑76.20mm，間隙0.18mm；2.用游標(biāo)卡尺測量油封環(huán)直徑79.35mm，軸頸直徑79.0mm，間隙0.35mm；3.用游標(biāo)卡尺測量徑向瓦外形尺寸外徑95mm，內(nèi)徑76mm，長55mm。測量推力軸承套外形尺寸長110mm，內(nèi)徑60mm，外圓大徑91mm，外圓小徑75mm；4.檢查葉輪鍵槽與軸鍵園周配合間隙2mm明顯錯位；5.非驅(qū)動端葉輪鎖母手動旋緊后左右晃動1mm，葉輪鎖母及軸絲扣磨損，不能起鎖母鎖緊作用。
2、原因初步分析
電動前置泵轉(zhuǎn)子在設(shè)計上，葉輪軸向定位在水泵殼體流道的居中位置，并用葉輪螺母將葉輪鎖緊，螺母由止退墊片卡死，而螺母旋緊方向與葉輪工作旋轉(zhuǎn)方向相反，沒有螺母止退墊時，葉輪螺母也不可能退出松動。
根據(jù)測量葉輪與軸徑的配合間隙，葉輪內(nèi)圓比軸外直徑按標(biāo)準(zhǔn)間隙上限還偏大0.45mm，葉輪旋轉(zhuǎn)時會發(fā)生擺動，因此，產(chǎn)生葉輪兩邊螺母非驅(qū)動端逐漸旋松退出，驅(qū)動端逐漸旋緊跟進，葉輪向非驅(qū)動端逐漸移位，而葉輪兩側(cè)螺母仍然能夠鎖緊葉輪，葉輪偏移破壞葉輪兩側(cè)對稱平衡的推力，向非驅(qū)動端移走到死點，并與泵殼磨擦，泵殼磨損1.2mm，推力軸承端蓋磨損1.175mm。使得泵軸前后竄動，推力軸承壓蓋磨損，造成支持軸承及推力軸承水平、垂直、軸向振動增大。
3、解決方法
更換泵軸及推力軸承，改變?nèi)~輪鍵槽與軸鍵園周配合間隙，按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求葉輪與軸的配合間隙符合0～0.03mm，調(diào)整葉輪軸向定位在水泵殼體流道的居中位置，并用葉輪螺母將葉輪鎖緊，為了防止葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)生偏移，在葉輪螺母與葉輪之間點焊三個質(zhì)量對稱的固定點。按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)0.10～0.015mm的下限調(diào)整推力軸承擋圈與壓蓋之間的間隙，調(diào)整推力軸承潤滑油進油量，避免軸承溫度升高。
1號電動給水泵啟運后，在轉(zhuǎn)速4100轉(zhuǎn)/min時測量電動前置泵驅(qū)動端軸承振動，振幅：Y0.007mm、X0.005mm，非驅(qū)動端軸承振動，振幅：Y0.012mm、X0.007mm、⊙0.007mm。
4、值得注意的問題
在前置泵轉(zhuǎn)子工作時軸向力的設(shè)計上，因葉輪是單級雙吸式，理論上軸向力是對稱平衡的，為防止轉(zhuǎn)子運行時不穩(wěn)定，在葉輪倆蓋板受力面積做了改動，驅(qū)動端側(cè)受力面積小于非驅(qū)動端受力面積，前置泵在工作時，總有一個指向驅(qū)動端方向的軸向作用力。在前置泵轉(zhuǎn)子軸向定位設(shè)計上，是在前置泵的非驅(qū)動端徑向滑動軸承后，安裝有一套圓錐滾子軸承，它的工作面，是由設(shè)定的泵轉(zhuǎn)子軸向力決定，靠在泵端一側(cè)正常運行。然而，由現(xiàn)場解體檢查來看，前置泵運行時轉(zhuǎn)子軸向力始終指向非驅(qū)動端，這就使得非驅(qū)動端軸承壓蓋長期受力、磨損。
5、綜述：
每一臺600MW機組，配備3臺50%容量的電動給水泵，采用兩臺運行，一臺備用的運行方式。設(shè)備未實施改造前1、2號機組配備的電動給水泵都有軸竄量及非驅(qū)動端支持和推力軸承振動偏大的異常現(xiàn)象，3臺電動給水泵中有一臺退出備用就會威脅機組滿負荷的安全運行，兩臺退出備用時，機組負荷減半。我們利用一號機組1號電動給水泵前置泵技改的成功經(jīng)驗，對其余的前置泵進行了改進，徹底消除了前置泵軸竄量、非驅(qū)動端支持和推力軸承振動偏大的事故隱患。
來源：《中國科技期刊數(shù)據(jù)庫 工業(yè)C》
