300MW機組汽動給水泵推力瓦燒損原因分析及處理

谷忠念

摘 要：對亞臨界機組汽動給水泵CHTC5/6型的#1機B汽動給水泵推力瓦非工作瓦塊燒損事故進行分析并提出相應處理及預防措施。并利用機組檢修的機會對其進行了針對性處理，這對同類型給水泵汽輪機組推力軸承安全運行具有相同的參考價值。

關鍵詞：汽動給水泵；工作瓦；平衡裝置；

某電廠300MW汽輪發電機組給水系統配備3臺給水泵，型號均為CHTC5/6，額定流量為給水系統50%的給水容量，其中2 臺汽動給水泵作為運行主泵，1 臺電動給水泵泵作為啟停及備用。汽動給水泵是機組的重要輔助設備之一，其經濟性和可靠性直接影響機組的性能，及時排除汽動給水泵故障對保證機組的穩定運行是非常重要的。對亞臨界機組汽動給水泵推力軸承燒損的問題，從汽動給水泵的聯軸器配合、推力軸承潤滑、平衡鼓間隙、潤滑油油質、推力軸承間隙等幾個角度進行了分析，得出推力軸承燒損的主要原因是聯軸器配合過緊，并利用機組檢修的機會對其進行了針對性處理，收到了很好的效果，改進后經5個月考驗，汽動給水泵穩定運行，未再發生推力軸承燒損事件。

2017年發生了#2機A汽動給水泵推力瓦工作面瓦塊燒損現象。情況如下：

#2機A汽動給水泵停運對汽泵平衡裝置檢查和機封座子補焊。平衡裝置檢查和機封座子補焊工作結束，A汽動給水泵正常投入試運約1個半小時后出現自由端軸承溫度高現象，軸承溫度從70℃直接升至121℃，確認推力瓦已燒毀。

汽機檢修人員判斷事故原因為推力間隙調整不當。隨即開展新一輪檢修，本次檢修重點為推力間隙調整。通過調整，所有間隙，包括總竄動，工作竄動以及推力間隙都處于合格范圍。A汽泵檢修工作全部結束開始試運，但投運約一小時后自由端推力軸承溫度瞬間上升到110℃，運行人員隨即停運A汽泵。解體后發現推力盤與工作推力瓦互磨現象再次發生，且這次磨損情況要比第一次更加嚴重。

一、多級離心泵平衡裝置工作原理

CHTC5/6型給水泵平衡裝置主要有平衡板、平衡盤、節流套以及平衡水管組成。平衡裝置的作用就是平衡軸向推力，防止泵出現動靜摩擦。CHTC5/6型給水泵為多級離心泵，工作時，由于給泵的出口和入口之間壓差很大，這樣就會產生一個由出口側（高壓側）沿軸向向入口側（低壓側）的軸向推力，在該軸向推力的作用下，使給泵的轉子產生軸向位移，方向也是由出口側向入口側移動，為平衡給泵在工作時產生的軸向推力，控制軸向位移在給泵的動、靜間隙安全范圍內，所以在給泵的高壓側末級葉輪后裝有平衡盤裝置，引用高壓側出水的壓力來頂住裝在給泵轉子上平衡盤，進而平衡給泵工作時產生的軸向推力，控制軸向位移。高壓水最后通過平衡管，回到給泵的入口。

二、零部件損壞及修復情況

1、零部件損壞情況

#2機A汽動給水泵解體檢查發現工作推力瓦于推力盤發生互磨，導致工作推力瓦全部損毀，推力盤上也出現深淺不一的磨痕。

2、原因分析及排查

引起汽動給水泵推力瓦燒毀的原因很多，針對各種原因分析如下：

2.1 推力間隙過小或不合格

汽動給水泵推力間隙過小會導致汽動給水泵汽動給水泵運行時推力盤和推力瓦靠死，相互摩擦，導致推力瓦燒毀。查閱檢修記錄，推力間隙為0.65mm，符合技術標準。可以排除此原因。

2.2 平衡裝置

2.2.1 平衡裝置主要有平衡板、平衡盤、節流套以及平衡水管組成。平衡裝置的作用就是平衡軸向推力，防止泵出現動靜摩擦。泵正常運行時的軸向推力設計上是由平衡盤與推力軸承共同承擔，平衡盤承受95%，推力軸承承擔5%。平衡力由平衡盤與平衡板及節流套的徑向間隙S1、S2 及軸向間隙SE來保證（見圖3）。S1 與S2間隙保持不變，當工況變化時通過間隙SE的自動調整使平衡盤前后壓強差相應產生變化來平衡變化的軸向推力。現場檢查平衡裝置間隙S1、S2、SE分別為0.45mm、0.45mm、0.35mm，各技術數據符合技術標準。可以排除此原因。

2.2.2 平衡盤與主軸密封失效或平很盤與殼體密封失效。通常為了保證高壓水能完全通過平衡盤與平衡板之間的截流間隙進入平衡水室，平衡盤與主軸之間以及平很盤與殼體會設置橡膠密封件。但是一旦密封件老化泄漏，就會導致部分高壓水未經減壓直接流入平衡水室，導致平衡裝置失效。現場檢查該密封圈完好，可以排除此原因。

2.3 后蓋密封墊失效

平衡水室是由平衡裝置，給水泵后蓋及密封水蓋組成。其中給水泵后蓋與泵的腔室相連接，之間采用金屬纏繞墊密封。一旦密封失效。高壓水也將會直接進入平衡水室，導致平衡裝置失效。現場檢查后蓋密封面出現明顯由水流沖刷導致的不規則凹陷，約占密封面寬度的三分之一，金屬纏繞墊完好無損，可以起到密封作用，因此排除此原因。

2.4 聯軸器

小汽輪機與泵兩轉軸力矩的傳遞通過齒輪聯軸器，其要和不良也會導致軸竄動導致推力瓦溫度升高。拆開泵組聯軸器檢查了兩轉子中心情況，圓周偏差和張口偏差都在范圍內（小于0.05mm），齒輪齒和情況良好。但在對聯軸器裝復的過程中發現隨著聯軸器螺栓的緊固，汽動給水泵轉子緩慢的向驅動端移動，當聯軸器螺栓緊固完畢后，我們對汽泵推力間隙進行測量，測量結果為0mm，工作瓦和推力盤直接接觸。這就是導致推力瓦燒毀的直接原因。

三、確定要因

通過針對性的對給水泵解體檢查，發現了導致A汽動給水泵推力瓦燒毀的主要原因。檢查聯軸器裝復的過程中發現隨著聯軸器螺栓的緊固，汽動給水泵轉子緩慢的向驅動端移動，當聯軸器螺栓緊固完畢后，我們對汽泵推力間隙進行測量，測量結果為0mm，工作瓦和推力盤直接接觸。當汽動給水泵啟動后，由于給泵的出口和入口之間壓差很大，這樣就會產生一個由出口側（高壓側）沿軸向向入口側（低壓側）的軸向推力，在該軸向推力的作用下，使給泵的轉子產生軸向位移，方向也是由出口側向入口側移動，所以汽泵轉子向驅動端移動，導致工作瓦和推力盤相互摩擦，使得工作推力瓦燒毀。

四、對策及效果

1、通過查閱圖紙及水泵說明書，技術人員集體商議，決定將汽動給水泵聯軸器向驅動端移動5mm，調整后小汽輪機與泵通過齒輪聯軸器連接后，汽泵和小汽輪機的推力間隙都不會改變；經過以上方案實施后汽動給水泵運轉正常，徹底解決了工作瓦燒毀的問題；在對其他三臺給水泵的檢修過程中發現了類似情況，并進行了處理，避免了事故的發生。

2、檢修后我們將該檢查項目寫進了檢修規程，確保每次檢修后回裝時都要對汽泵推力間隙進行復查，以免類似事故發生。

五、結束語

對#2機A汽動給水泵進行上述徹底處理后，進過幾個月的運行考驗，在額定工況下推力瓦溫在60℃以下，在最大工況下運行，推力瓦溫也沒有超過70℃，說明處理方案正確有效，為類似問題的處理提供了經驗。