某鋼廠160t干熄焦電站凝結水泵常見故障及分析處理

孫冬杰

(山東鋼鐵股份有限公司 濟南分公司煉鐵廠，山東 濟南250101)

0 前言

干熄焦技術是國家節能減排、循環經濟重點項目，據有關統計每處理1t 焦炭，可以回收約1.35GJ 的熱量，每干息1t 焦炭可以產生壓力為3.8MPa，450℃的蒸汽0.54t。 某鋼廠160t 干熄焦余熱發電項目正是利用干熄焦余熱產生的蒸汽進行發電，發電后凝水經過熱井、凝結水泵、低壓加熱器、除氧器等回到鍋爐循環利用。 某鋼廠160t 余熱電站裝配25MW 機組，年發電約7260MW，減少約13—16 萬噸動力煤燃燒向大氣排放的各種污染物， 具有極大地經濟效益和社會效益。 自2010 年12 月投產以來，由于凝結泵的故障出現多起緊急解列停機的事故，故對故障、故障的分析處理進行總結，避免同樣事故發生，并對其他相似情況起借鑒作用。

1 常見故障及分析

凝結泵在電站中屬于關鍵設備， 主要作用是將熱井里的凝水泵出，維持水位，保持凝汽器真空。凝結泵一旦出現故障即有發電解列停機的危險，因此，凝結泵的安全穩定運行至關重要。 在運行過程中，常見的主要故障有：

1.1 汽蝕事故

液體在一定溫度下，降低壓力至汽化壓力時，液體便產生氣泡，把這種產生氣泡的現象稱為汽蝕。 電站投產運行后，曾出現凝結泵入口處發出噼噼啪啪噪音，同時入口的真空表、出口的壓力表、流量表和電流表急劇晃動的現象，判斷為汽蝕的初生。長時間的運行中，該凝結泵的葉輪出口、誘導輪和壓力室進口部位遭到了腐蝕破壞，表面出現蜂窩狀麻點，誘導輪脫落，脫落的葉片碰撞摩擦泵殼，致使該凝結泵無法正常使用。 從汽蝕初生到停用，該泵只使用約4 個月。

分析：凝結泵在運轉中，過流部分的局部區域（一般是導向輪、葉輪出入口處）抽送凝水的絕對壓力降低到當時溫度下的凝水汽化壓力時，凝水便在該處汽化，產生大量蒸汽，形成氣泡。 當含有大量的氣泡的凝水向前經葉輪內的高壓區時，氣泡周圍的高壓凝水致使氣泡急劇的縮小以致破裂。氣泡破裂同時，凝水以很高的速度填充空處，瞬間產生強烈的沖擊作用，并以較高的頻率打擊金屬表面，沖擊力可達幾百至幾千個大氣壓，頻率可達每秒幾萬次，同時伴隨著化學腐蝕作用。在長期汽蝕作用下，導致該凝結泵嚴重損傷，不能正常使用。

1.2 漏空失壓

電站運行后多次出現倒換備用泵，漏空失壓，導致多次機停機事故。

分析：電站凝結水泵入口與凝汽器相連，入口工作壓力為負壓，當凝結泵工作時，凝結泵本體既有負壓區，也有正壓區。 當凝結泵備用時，從凝結泵入口直至出口逆止閥前，均處于負壓狀態，且兩臺凝結泵的抽空氣管閥系統的一體性，在切換備用泵時，若密封水調節不當或有漏或抽空氣管路、閥門漏氣，則會引起備用泵進空氣，并通過抽空氣門進入運行泵引起失壓，導致凝結泵出力下降甚至停機。

1.3 密封水密封問題

電站投入運行開始多次出現密封水密封問題造成的失壓停機事故。

分析：本機組設計密封水采用從出口逆止閥上部管路直接引凝結出水到填料環進行密封的形式，由于安裝及鋼管質量問題，運行三個月分別出現密封水管斷裂、密封水管被管內腐蝕脫落金屬片堵塞而致使失壓停機的事故。 另外由于采用直接引出口凝結水進行密封的形式，凝結水在出水閥門開度調整時，其壓力隨著改變，壓力隨著劇烈波動，對設備造成劇烈沖擊，當閥門開度大幅度開啟時，出口凝結水壓力相應減小，從而密封水壓力同時降低，當低于要求的密封壓力時，就會吸入空氣，造成真空急劇下降，失壓解列停機。

1.4 泵體發熱、劇烈振動問題

發熱和劇烈振動會極大降低泵的使用壽命，甚至報廢。

分析： 造成凝結泵泵體發熱的主要原因有前后軸承間隙過小、填料壓蓋過緊、軸彎曲、潤滑不好、葉輪不平衡增大了向一邊的推力；劇烈振動的主要誘因有聯軸器梅花墊片嚴重損壞、軸承嚴重磨損、基礎或轉動部件的松動、葉輪的不平衡等。

2 解決措施

2.1 汽蝕現象的解決

為解決汽蝕現象進行了如下措施：

（1）對泵體及管道進行密封試驗，消除漏氣點，進一步保證泵的真空度，適當延長熱井到凝結泵入口管道垂直距離，也即減小吸上高度。

（2）減少吸入損失，設法增加管徑。 由于凝結泵相應管道已經建成，不能再短時間內更換，考慮到水質比較清潔，故采取取消入口濾網，增大管道彎處曲率半徑，并將入口閘閥遠離凝結泵入口的方法。極大地減小了汽蝕現象的發生。

（3）汽蝕發生時采用限制凝結泵出口閥的開度或調整凝結水泵再循環閥門的開度或是向凝汽器內補水的方法， 來提高凝汽器的水位，降低消除汽蝕的危害。

2.2 漏空失壓的解決

（1）確認泵體密封完好，包括泵殼、泵體緊固處、密封填料等；

（2）在啟動泵前把入口管和泵內的空氣排盡；

（3）確認泵管道各閥門處于要求的正確位置。

2.3 密封水密封問題的解決

1）將密封水管下部易損壞部分更換為兩頭絲堵的鋼絲軟管，便于更換且不會斷裂；2）增設改造密封水形式，從凝汽器補水管道（內部水壓穩定在0.4MPa）引水直接到填料函密封環，由于引用穩壓補水，不受操作的閥門開度影響，保證了密封水的密封壓力和穩定性，同時原設計的密封水管道作為備用，提高了安全系數。

2.4 發熱、劇烈振動的解決

（1）更換軸承、調松填料壓蓋并檢查填料是否完整，填料函是否移位或堵塞、調整軸的同心度、更換適量的黃油，黃油占軸承內空間隙的60%、清楚葉輪內的贓物。

（2）更換梅花墊片、更換軸承、緊固基礎和轉動部件、對葉輪做平衡試驗。 葉輪平衡試驗步驟如下：

其中葉輪平衡試驗步驟如下：1）測顯著不平衡：a）將葉輪裝在假軸上，放在調好水平的平臺上，如圖1 所示。 試驗臺上有兩條鐵道，假軸可以在鐵道上自由滾動。 b)記下葉輪片重的一側。 因為如果葉輪質量不平衡，較重的一處會自動轉到下方。 在較重的一處加重塊（如面快），直到葉輪能在任何位置都能停住。 c)稱出重塊，即為不平衡重量。要消除此不平衡重量。 由于葉輪上沒有安置平衡重塊的位置，所以不采用在較輕處加重塊，而是采取在加重塊處對面180°處消減同樣重要的方法，如用打磨的方法。2）測剩余不顯著不平衡：a）將葉輪圓周平分6 等份，并標上字號。 b）一次把標號位于水平位置上。 在標號處加重塊，直到開始轉動為止。 記下重塊重量。 同樣測出其余試加重量，繪成曲線，如圖2 所示。c）根據曲線求出葉輪的剩余不顯著平衡量：P=(P 最大—P 最小)/2g。同樣采取上述方法消減不平衡重量。通過此種方法基本可以使葉輪達到平衡滿足使用要求。

圖2 求剩余不顯著平衡量

3 結束語

凝結泵是干熄焦電站設備中關鍵設備之一，直接關系著發電效率及發電的安全性、穩定可靠運行。日常使用維護過程中需倍加注意，使各種可能出現的故障隱患暴露在初始階段，并通過形式有效的方法減輕、消除故障隱患，保證干熄焦發電系統的正常、高效、安全、穩定運行。