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汽動(dòng)給水泵密封軸套磨損故障診斷及改進(jìn)措施

2019-01-18

謝金土

（神華國華太倉發(fā)電有限公司）

　　摘　要：介紹了神華國華太倉發(fā)電有限公司8B汽動(dòng)給水泵#3瓦軸振增大跳閘的情況，分析了密封軸套磨損是導(dǎo)致#3瓦軸振突然增大發(fā)散而跳閘的根本原因，提出了改進(jìn)檢修工藝和優(yōu)化濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)措施，有效保障了給水泵長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　關(guān)鍵詞：汽動(dòng)給水泵；密封軸套；磨損；故障診斷；改進(jìn)措施

　　0　引言

　　神華國華太倉發(fā)電有限公司600MW超臨界機(jī)組汽動(dòng)給水泵芯包是Sulzer技術(shù)生產(chǎn)的水平、多級(jí)、筒式殼體、并具有整抽式芯包設(shè)計(jì)的離心泵。汽動(dòng)給水泵的軸端采用螺旋密封結(jié)構(gòu)，螺旋槽作用是當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將泄漏水泵送至泵內(nèi)的泵送作用，以阻止泵內(nèi)液體的外泄。為保證運(yùn)行中給水泵迷宮密封不會(huì)產(chǎn)生卡澀，在靠近泵組的密封水管路中安裝有過濾精度80目的濾網(wǎng)裝置，而且這種濾網(wǎng)裝置應(yīng)經(jīng)常維持在潔凈狀態(tài)。機(jī)組投產(chǎn)以來多次發(fā)生密封軸套不同程度的磨損卡澀問題，嚴(yán)重影響給水泵的安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過對(duì)密封水軸封濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)由于檢修工藝不良導(dǎo)致濾網(wǎng)骨架與濾筒之間存在較大的軸向間隙，造成水中的雜質(zhì)沒有被有效過濾而進(jìn)入給水泵密封系統(tǒng)，從而導(dǎo)致密封軸套、平衡鼓經(jīng)常性發(fā)生磨損事故，所以必須改進(jìn)檢修工藝和優(yōu)化濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能滿足設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

　　1　事件經(jīng)過

　　2010年06月12日03時(shí)48分，8號(hào)鍋爐末級(jí)再熱器受熱面泄漏搶修完畢后進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火沖轉(zhuǎn)。06月11日22時(shí)37分，8B汽動(dòng)給水泵開始沖轉(zhuǎn)，12時(shí)55分，將8A汽動(dòng)給水泵并入系統(tǒng)運(yùn)行。06月13日16時(shí)20分24秒，在機(jī)組升負(fù)荷過程中，8B汽動(dòng)給水泵#3瓦X/Y向軸振從66.5/58.6um開始緩慢爬升，此時(shí)轉(zhuǎn)速為5409rpm，機(jī)組負(fù)荷為561MW，16時(shí)38分20秒，#3瓦X/Y向軸振爬升到80.5/70um，此時(shí)轉(zhuǎn)速為5646rpm，機(jī)組負(fù)荷為598MW，保持機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定，#3瓦X/Y向軸振開始出現(xiàn)下降，16時(shí)38分22秒，#3瓦X/Y向軸振下降至73.7/65.4um，16時(shí)38分24秒，#3瓦X/Y向軸振突然增大，Z大值達(dá)到144/131.9um，持續(xù)約3秒，軸振保護(hù)動(dòng)作跳泵。在#3軸振突然增大過程中，#4瓦X/Y向軸振也從27/26um突然增大至66.6/58.3um。在此過程中，#3、4瓦烏金溫度正常，#1、2瓦軸振和烏金溫度正常，推力瓦烏金溫度和軸向位移正常，密封水壓力正常，軸封壓力、溫度正常，潤滑油溫度正常。

　　2　故障診斷分析

　　2.1汽動(dòng)給水泵跳閘原因分析

　　從振動(dòng)分析系統(tǒng)采集的#3瓦軸振頻譜數(shù)據(jù)曲線分析，在振動(dòng)爬升過程中，振動(dòng)以基頻（1X）分量為主，緩慢增大，且振動(dòng)有輕微連續(xù)的波動(dòng)，其它非一倍頻分量非常小。在振動(dòng)突然增大時(shí)，基頻（1X）略有升高，但主要是非基頻（1X）分量顯著增大，導(dǎo)致振動(dòng)大保護(hù)動(dòng)作跳泵。根據(jù)振動(dòng)頻譜特征，診斷為#3瓦附近的部件存在輕微局部徑向動(dòng)靜摩擦所致。2010年06月29日，對(duì)故障給水泵芯包進(jìn)行解體大修，發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)端密封軸套與密封襯套外側(cè)表面出現(xiàn)較深的徑向磨損，軸套磨損深度約0.30mm，自由端密封軸套與密封襯套內(nèi)側(cè)表面出現(xiàn)輕微的徑向磨損，磨損深度約0.05mm，平衡鼓與平衡鼓襯套局部有輕微的磨損，磨損深度約0.05mm。因此，芯包內(nèi)部件密封軸套、平衡鼓存在徑向動(dòng)靜摩擦，特別是傳動(dòng)端密封軸套與密封襯套外側(cè)表面出現(xiàn)較深的徑向摩擦磨損是導(dǎo)致#3瓦軸振突然增大發(fā)散跳泵原因。

　　2.2密封軸套磨損原因分析

　　2.2.18號(hào)機(jī)組于2010年04月20日轉(zhuǎn)入B修，對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)、中低壓給水系統(tǒng)、給水泵密封水系統(tǒng)進(jìn)行解體檢修，檢修過程中遺留雜質(zhì)，而且系統(tǒng)和設(shè)備調(diào)試時(shí)沒有進(jìn)行有效沖洗，致使雜質(zhì)進(jìn)入給水泵芯包內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部件密封軸套、平衡鼓發(fā)生徑向磨損，而傳動(dòng)端密封水位于管道的末端，比較容易積存雜質(zhì)，從而造成傳動(dòng)端密封軸套與密封襯套外側(cè)表面出現(xiàn)較深的徑向磨損。

　　2.2.2檢修工藝不良，給水泵密封水軸封濾網(wǎng)在次檢修時(shí)沒有對(duì)濾網(wǎng)蓋和濾網(wǎng)骨架內(nèi)外原裝密封墊厚度分別進(jìn)行測量記錄，更換新密封墊片時(shí)隨意改變內(nèi)外密封墊的厚度差，致使濾網(wǎng)骨架與濾筒存在較大的軸向裝配間隙（達(dá)到5.7mm），導(dǎo)致水中的雜質(zhì)沒有被有效過濾而進(jìn)入密封水系統(tǒng)中，從而造成芯包內(nèi)部件密封軸套、平衡鼓發(fā)生徑向磨損。

　　3　改進(jìn)措施

　　3.1密封水軸封濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

　　密封水軸封濾網(wǎng)由濾筒、濾網(wǎng)骨架、濾網(wǎng)蓋、入口接管、出口接管、排污管等部件組成，內(nèi)裝高強(qiáng)磁棒吸附金屬雜質(zhì)，濾網(wǎng)布采用普通的不銹鋼網(wǎng)絲布，過濾精度為80目，濾網(wǎng)骨架與濾網(wǎng)蓋軸向之間設(shè)置一個(gè)密封墊片，厚度為1mm，設(shè)計(jì)材質(zhì)為橡膠石棉墊片，濾網(wǎng)蓋法蘭密封墊片厚度為1mm，設(shè)計(jì)材質(zhì)為橡膠石棉墊片，內(nèi)外墊片厚度差設(shè)計(jì)為零，以保證裝配后濾網(wǎng)骨架與濾筒軸向的嚴(yán)密性，確保所有介質(zhì)均通過濾網(wǎng)布進(jìn)行有效過濾。

　　3.2采取的措施

　　3.2.1改進(jìn)濾網(wǎng)檢修工藝，檢修時(shí)必須對(duì)濾網(wǎng)蓋和濾網(wǎng)骨架內(nèi)外密封墊厚度分別進(jìn)行測量記錄，更換新密封墊片時(shí)不能隨意改變內(nèi)外密封墊的厚度差，應(yīng)根據(jù)選用密封墊片的材質(zhì)和壓縮率來確定內(nèi)外密封墊片的厚度，確保裝配后內(nèi)外墊片的壓縮率在Z佳范圍內(nèi)，保證密封嚴(yán)密性。由于原設(shè)計(jì)密封墊片材質(zhì)為橡膠石棉墊，運(yùn)行中容易發(fā)生脆化導(dǎo)致密封失效而泄漏，故需要優(yōu)化選用較好的密封墊材質(zhì)。根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度，外密封墊片選用增強(qiáng)石墨墊片，內(nèi)密封墊片選用聚四氟乙烯墊片。而增強(qiáng)石墨墊片的Z佳壓縮率一般為20％-30％，聚四氟乙烯墊片的Z佳壓縮率一般為10％-15％，根據(jù)此選用原則，增強(qiáng)石墨墊片厚度若選用4.0mm，聚四氟乙烯墊片厚度則應(yīng)選用3.5mm。

　　3.2.2普通的80目不銹鋼網(wǎng)絲布鋼絲直徑為0.10mm，強(qiáng)度較低，在前后壓差作用力下極容發(fā)生破裂，導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入密封水系統(tǒng)中。因此，對(duì)濾網(wǎng)布進(jìn)行改進(jìn)，由原來單層網(wǎng)布改為雙層布，內(nèi)層網(wǎng)布鋼絲直徑保持不變（0.1mm），外層網(wǎng)布將鋼絲直徑增大至0.5mm，以提高濾網(wǎng)布抗變形損壞的能力，防止運(yùn)行中網(wǎng)布發(fā)生開裂缺陷。

　　3.3檢修注意事項(xiàng)

　　3.3.1加強(qiáng)檢修回裝階段質(zhì)量管控，徹底清洗各部件，減少系統(tǒng)和設(shè)備雜質(zhì)遺留。

　　3.3.2嚴(yán)格按照改進(jìn)措施要求選用密封墊片的材質(zhì)和厚度，并依據(jù)文件包檢修工藝進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，防止再次發(fā)生因密封墊片選用不當(dāng)造成濾網(wǎng)失效。

　　4　結(jié)論

　　8號(hào)機(jī)組給水泵密封水軸封濾網(wǎng)經(jīng)過上述改進(jìn)措施處理后，兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行至今正常，再未出現(xiàn)因密封水軸封濾網(wǎng)失效導(dǎo)致密封軸套磨損和汽動(dòng)給水泵跳閘的事件發(fā)生，改進(jìn)檢修工藝和優(yōu)化濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)有力保障了設(shè)備長周期安全運(yùn)行，此改進(jìn)措施的實(shí)施為以后設(shè)備故障診斷處理積累了經(jīng)驗(yàn)。

來源：《硅谷》

（圖文無關(guān)）