某電廠給水泵平衡盤卡死原因分析

孫劍光

（佛山市南海綠電再生能源有限公司，廣東佛山 528200）

1 設備概況

某電廠除氧給水系統采用單母管制系統。除氧給水系統包括2臺除氧器、4臺電動給水泵及相應的管道、閥門、濾網等配件。兩臺除氧器出口通過低壓給水母管并聯，除氧后的水通過低壓給水母管進到各臺給水泵。4臺電動給水泵出口通過高壓給水母管并聯，高壓給水通過高壓母管輸送到鍋爐給水操作臺。每臺給水泵出口設有保持最小流量的再循環管，4條再循環管道通過再循環母管并聯，最終回到兩臺除氧器的水箱[1]。除氧給水系統系統圖見圖1。

圖1 除氧給水系統圖

給水泵型號MC50-220B/12，廠家為大連蘇爾壽泵及壓縮機有限公司，給水泵為單殼體徑向剖分多級節段臥式結構，泵殼型式為兩端支承，軸承為自潤滑，內裝集裝式平衡型單端面機械密封[2]。給水泵布置在汽機廠房內，#2、4給水泵工頻運行，#1、3給水泵變頻運行，兩臺機組正常運行情況下3臺給水泵運行1臺給水泵備用，運行給水泵在事故狀態下，備用系統能自動投入運行。

2 事情經過

（1）3月30日10:50，#1、3給水泵變頻運行，#3給水泵頻率86%，發現#3給水泵因為負荷低，出現打悶泵的現象。

（2）10:53，主控遠控將其停運。

（3）10:58，主控遠控又啟動#3給水泵，頻率60%，就地檢查#3給水泵仍然無法起壓，但就地運轉正常（DCS電流顯示為130 A）。

（4）11:03，因電流不正常，停止#3給水泵運行。

（5）11:35，由于鍋爐負荷恢復正常，主控遠控又啟動#3給水泵，給予啟動頻率，電流顯示340 A，停止#3給水泵運行。

（6）11:36，因為懷疑為電流信號傳輸錯誤，決定再次試啟動，電流仍然顯示為340 A，立即停止3#給泵運行。

（7）11:44，就地檢查3#給水泵變頻器、給水泵外觀，沒有發現任何異常，啟動3#給水泵，電流仍然顯示為340 A，檢查發現3#給水泵軸承未能轉動，立即停止3#給水泵運行。

（8）其后#3給水泵停電后人為盤軸，仍然不能使其轉動，于是斷電掛牌聯系檢修。

圖2 改造后的除氧給水系統圖

3 設備損壞情況

4月3日，#3給水泵返廠解體檢查，情況如下：平衡鼓和平衡鼓套燒結卡死，泵軸彎曲，最大彎曲點在軸的中部，最大跳動值0.105 mm，吸入段首級葉輪口環磨損，首級葉輪級出口口環燒結在葉輪上，第5、6、7級葉輪出口稍有磨損，機械密封和泵內有臟物。

4 原因分析

（1）#1、3給水變頻泵投自動運行時的邏輯是母管壓力跟蹤，轉速隨給水泵母管的壓力減少而升高，隨母管壓力的升高而降低。#1、3給水變頻泵投手動運行的邏輯是轉速跟蹤，泵轉速根據運行人員的手動設置運行。在3月30日10:24，#3給水泵轉速和電流開始下降，而#1給水泵轉速和電流上升，出現這種現象是運行人員發現給水母管壓力下降，#1給水變頻泵轉速投手動，運行人員手動調整轉速到額定值運行，#3給水變頻泵轉速投自動運行，當#1給水泵轉速上升后給水母管壓力上升，#3給水泵轉速隨給水母管壓力上升而下降。

（2）#3給水泵從3月30日10:28開始至11:03第二次停泵期間，鍋爐給水總量約120 t/h左右，#1給水泵轉速和電流基本在接近額定值運行，#1給水泵出口流量約為60 t/h，#2給水泵工頻運行，#2給水泵出口流量約為60 t/h，#1、2給水泵的出口流量已基本滿足鍋爐的需要，可判斷#3給水泵處于打悶泵狀態，泵內基本沒有流量通過。當泵在小負荷范圍內運行時（小于泵的最小流量值15.5 t/h時[2]），幾乎把所有的能量以熱能的形式傳遞給泵送介質，液體將被加熱直至汽化，使得泵體內部溫度升高，振動和噪音加大，由于平衡鼓與平衡鼓套的間隙設計值很小（0.09～0.12 mm），口環間隙設計值也很小（0.15～0.17 mm），結果會導致平衡鼓和平衡鼓套干摩擦，葉輪和泵體口環干摩擦，泵體口環掉落，最終導致泵的損壞。詳見表1。

表1 給水泵參數

（3）11:03，第二次停泵時，泵體內溫度較高，泵的冷卻時間時間不夠，泵的泵軸產生熱彎曲。11:35，第二次啟動時由于泵軸產生熱彎曲導致平衡鼓和平衡鼓套卡死。

5 防范措施

（1）在機組低負荷運行時重點監視變頻給水泵的運行狀況，當變頻給水泵的電流小于某一數值時，及時調整工頻泵的流量（關小出口門），提高變頻泵的轉速，增加變頻泵的流量，使變頻泵不要低于最小流量值運行，必要時，可停止一臺給水泵運行。

（2）增加變頻給水泵的報警邏輯，當變頻給水泵的電流和轉速低于某一數值時，變頻給水泵電流和轉速報警，提醒運行人員及時調整，對變頻給水泵實行多重保護。

6 改造效果

（3）給水系統上的改造：1）原給水泵再循環管從逆止門后接出，再循環管起不了作用，改為接至泵的出口逆止門前的管道；2）在泵的出口逆止門后加裝流量計，及時監視泵的出口流量；3）增加給水泵流量邏輯，當泵的出口流量小于泵的最小流量值15.5 t/h時，再循環門打開，保證泵不要低于最小流量值運行；4）把泵的出口壓力變送器接出從原來的出口電動門后改為泵的出口逆止門前，使運行人員啟泵或倒泵時及時監視泵的出口壓力情況。改造后的除氧給水系統系統圖見圖2。

除氧給水系統系統改造后，經過一年多的正常運行，再未發生過給水泵卡死、汽化現象，收到了良好的效果，保證了機組的安全穩定經濟運行。

［1］佛山市南海綠電再生能源有限公司.汽輪機運行規程［Z］.2012.

［2］大連蘇爾壽泵及壓縮機有限公司.MC50-220B/12給水泵說明書［Z］.2010.