N300MW機組凝結水升壓泵存在的問題分析和改造

羅偉忠

摘 要：本文針對NS300/200型凝結水升壓泵存在問題，進行原因分析，確定技術改造方案并實施改造，取得了較好的效果，具有一定的借鑒價值。

關鍵詞：NS300/200型凝結水升壓泵；存在問題；原因分析；改造方案

中圖分類號：TM621 文獻標志碼：A

0 概述

廣東粵華發電有限責任公司二期裝有兩臺N300MW汽輪發電機組，每臺機組各配置有兩臺NS300/200型凝結水升壓泵組，該泵組是火電廠中的重要輔機設備，用于將經除鹽裝置化學處理后的凝結水升壓輸送至除氧器，汽輪發電機組正常運行情況下一臺泵組運行、一臺泵組備用。凝結水升壓泵為單級雙吸兩端支承水平中開臥式渦殼離心泵，泵兩端支承軸承為滑動軸承，自由端設置一對向心推力球軸承以承受轉子殘余軸向力，推力軸承室為外掛式，軸承潤滑形式為稀油自帶油環飛濺潤滑，兩端軸封采用單端面單彈簧式機械密封，電機與泵采用彈性柱銷式靠背輪聯接，如圖1所示。

其技術規范如下：

額定流量：794m3/h；揚程：204m水柱；額定轉速：2980 r/min；軸功率：550 kW；泵效率：80﹪。配用電機型號：JK630-2型；電機功率：630kW；額定電壓：6000V。

1 存在的問題及原因分析

廣東粵華發電有限責任公司#5、#6機組的4臺NS300/200型凝結水升壓泵自投運以來缺陷故障多，主要存在以下一些問題：

泵組啟動后電機基座振動大。經現場分析這主要是由于電機安裝時原配的基座較單薄，加上電機自身重量重（440kg）和運轉轉速高（2980 r/min），基座易產生變形、共振和由于地基下沉所引起的，造成了電機振動值長期偏大超標（軸承水平及垂直振動值均>0.06mm），電機軸承易損壞，以及由于電機基座變形嚴重，給泵組檢修時校正中心工作帶來了很大的困難。

水泵兩端機械密封經常出現泄漏。對解體水泵進行分析后發現造成機械密封漏水的原因主要是動、靜環密封面損壞、彈簧斷裂或是由于動環卡澀所引起的。該泵兩端機械密封為2GY-100型單端面單彈簧式，動環、彈簧和彈簧座隨泵轉子一起旋轉，由于單彈簧機械密封面本身具有軸徑大、受壓力不均的先天結構性缺陷，且由于彈簧和彈簧座在隨泵轉子高速轉動過程中會產生變形，易造成彈簧斷裂、密封面磨損和動環卡澀，從而造成機械密封大量泄漏。

水泵兩端支承軸承經常出現振動大、烏金磨損、燒瓦等問題。經分析這主要是由于泵轉子靠背輪尺寸過大，使泵轉子驅動側重量過重，造成轉子不平穩，軸瓦負載重以及軸承油室設計不合理，儲油量小、油溫不易控制和潤滑不良所造成的。

泵軸易出現劃傷、磨損、彎曲損壞等問題。這主要是由于該泵軸瓦與油擋設置為一體，且油擋材料為鋼質、硬度較高，當軸瓦烏金稍有磨損，泵軸即下沉與油擋碰磨，造成泵軸劃傷、磨損、嚴重時彎曲損壞。

水泵兩側軸承室經常出現漏油的缺陷，軸承室需經常進行補油，并且漏油也嚴重污染了周圍的環境。經分析這主要是由于泵兩側軸承室軸封依然采用易磨損、密封性差的羊毛氈密封，同時泵組靠背輪旋轉時由于鼓風原理會在驅動側軸端產生負壓易將該側軸承體內的油吸出，以及推力軸承室采用外掛型式，與支承軸承室的連接面也易出現漏油的情況。

以上缺陷和問題的出現，嚴重降低了水泵運行的可靠性，影響了汽輪發電機組的安全穩定運行，同時由于需要經常進行檢修和更換備件，極大增加了檢修維護費用和工作量，因此迫切需要進行改造。

2 技術改造方案

我們根據以上的原因分析，經過收資和調研，確定了以下技術改造方案：

（1）設計制作高強度整體焊接式電機基座進行整體更換，并將原基座混凝土基礎重新進行灌漿加固，以提高電機基座的強度，減少產生振動的因素。

（2）進行水泵機械密封改型，改為單端面多彈簧集裝式機械密封，提高軸封的密封性能，而且方便檢修和安裝，密封沖洗液由泵蓋上的沖洗孔自循環沖洗機械密封，并在沖洗水管路上加裝磁性過濾器，以提高沖洗水的潔凈度，提高機械密封的使用壽命。

（3）泵和電機靠背輪改用小直徑靠背輪，直徑由330mm改為260mm，重量由62kg減為40kg，同時靠背輪改用全封閉式護罩，消除轉子傳動側偏重以及靠背輪帶風量大、擾動大的問題，同時還可減少鼓風損失，提高效率。

（4）進行水泵兩端軸承、軸承室整體改造：

①兩端選用新型支承滑動軸承，軸瓦長度由原來70mm增加到90mm，增加軸瓦承力面積，增強其承載能力，并采用雙甩油環向軸瓦供油，提高潤滑效果，減少軸瓦磨損；支承軸承與油擋分開設置，分為兩個完全獨立的零件，油擋采用青銅材料，避免軸瓦磨損后油擋將軸頸劃傷以及磨損情況的發生。

②兩端采用新型軸承體，自由端支承軸承室與推力軸承室設計為一體，兩側軸承室軸封采用密封性能好、調節方便、青銅質的迷宮式油封，徹底消除軸承室漏油的缺陷，而且新型軸承體油室比原來加大，儲油量由原來的0.28L加大到0.35L。

③取消軸承體與泵體間的定位止口，增加軸承體定位調整螺釘，方便檢修時調整轉子與靜子的同心度。

3 實施與結論

我們按照以上確定的技術改造方案，于2012年5月、2013年1月分別對廣東粵華發電有限責任公司#5、#6機A、B凝結水升壓泵實施了改造，改造后泵組運行情況良好，各項指標均達到了優良，運行可靠性大為提高，極大減輕了檢修維護工作量，降低了維護費用，充分說明了以上的技術改造方案的可行性，具有一定的借鑒作用，可推廣至其他同類型機組。

參考文獻

[1]機械工程手冊編輯委員會.機械工程手冊第5卷機械設計（二）[M].北京：機械工業出版社，1982.

[2]馬平.沈陽水泵廠.NS300/200凝結水升壓泵安裝使用說明書[S].

[3]黃文泉.廣東粵華發電有限責任公司.N300MW汽輪機組檢修工藝規程[S].