爐水循環泵隔熱屏泄漏分析和預防措施

邱傳銀

（深圳媽灣電力有限公司，廣東深圳 518052）

0 引言

媽灣電廠目前裝有容量300 MW 的火力發電機組6 臺，與其配套的鍋爐是哈爾濱鍋爐廠生產的HG-1025/18.2-YM6 型亞臨界壓力鍋爐，最大連續蒸發量1025 t/h，汽包工作壓力19.67 MPa，對應的飽和水溫360 ℃，每臺鍋爐配有3 臺性能相同的爐水泵。

1 爐水泵結構特點

爐水泵為浸沒式配置濕式電機型，由沈陽水泵廠引進德國KSB 公司技術設計生產。泵體采用全封閉結構（泵與電機連為－體），電機的定子、轉子和軸承等都浸在高壓水中，其定子腔內的水壓與爐水壓力相同，即與鍋爐汽包壓力相等。電機殼要承受鍋爐系統的全壓，工作條件極為苛刻，稍有不慎就可能發生電機損壞事故。

爐水泵由兩大部件組成，泵殼體懸掛在進出水管道上，通過16 顆主螺栓與電機裝置連接在一起。為防止電機過熱，中間有一個隔熱屏起到隔絕高溫爐水向電機傳導熱量的作用，它們組裝成一個完整的水泵，為高溫高壓爐水提供循環動力。該泵設計簡單檢修方便，無故障工作時間長，轉動組件和水力組件不需要維護保養。

2 存在的問題

由于工作環境惡劣，爐水泵電機裝置的隔熱屏與泵殼體的結合面，自投產以來發生了多次泄漏故障。另外，電機對爐水品質要求很高，啟動停止時，注水、沖洗操作的失誤都會造成電機損壞。經常更換電機和密封面的泄漏處理都需要停爐拆裝電機，對機組的安全生產造成了極大的影響。

媽灣電廠6 臺鍋爐18 臺爐水泵，自投產以來出現過多次爐水從隔熱屏與電機結合面泄漏的情況。表1 為1997 至2006 年拆裝泵體次數統計。2006 年電機故障8 次，隔熱屏泄漏6 次。3A#爐水泵密封面泄漏和電機原因共拆裝7 次。

電機體與泵殼螺栓的連接是拆裝中最為關鍵和復雜的一項。因為泵的工作壓力高，螺栓的拆裝都使用加熱預緊的方法，才能達到安裝效果。但該方法工藝復雜，作業時間長，對檢修人員的技術水平要求極高，如果某個環節出現差錯，會造成結合面處向外泄漏高壓爐水。

表1 更換電機和泵體結合面泄漏次數統計（1997-2006 年）

3 原因分析

3.1 機組頻繁啟停

爐水泵是在360 ℃高溫下工作的轉動機械，曾有1#爐大修后因各種原因機組多次啟停，1C#泵多次承受冷熱及壓力交變應力的變化，泵殼體與隔熱屏的熱容量相差大，結合面墊片失效造成泄漏。

3.2 執行工藝標準不嚴格

熱擰緊的目的是防止螺栓隨著運行溫度的升高產生熱伸長，使螺栓擰緊力逐漸減小。熱擰緊可以保證螺栓的剩余應力不小于結合面所需的密封應力，確保工作期間的嚴密性。因此廠家提供了完善的工藝規程，對每一操作步驟都有詳細規定。只有經過培訓后才有能力保證嚴格執行規程，保證不出現泄漏。

曾經有5#爐A、C 泵需同時更換，由同一班人員對2 臺泵進行交叉施工，由于工作時間長，極易在某個環節上產生疏忽，影響安裝質量。

另外，使用2.5 kW、3.5 kW 的不同功率加熱棒導致熱速率過快，螺栓加熱的時間、溫度不均勻，此時擰緊螺栓容易造成冷卻后法蘭密封面的偏斜，使螺母的擰緊格數失去意義。

3.3 結合面平面度和沖刷槽

檢查發現有的泵體存在著0.30 mm 左右的平面差，較大的變形可能影響纏繞墊密封效果。部分與纏繞墊配合的接合面已被多次超高壓水沖刷形成凹槽，也會影響密封效果。2006 年9 月10日，5C#爐水泵拆卸后發現，隔熱屏結合面吹損深度達1 mm，吹損面積約占10%，經現場車削加工結合面消除缺陷。

3.4 金屬纏繞墊片質量

密封件的質量對密封效果影響很大。纏繞墊應無扭曲、劃傷，繞制緊密，點焊牢固，壓縮回彈性好、強度高，有利于適應壓力和溫度的變化，在交變載荷下保持良好的密封性能。而有一段時間為節省費用采購了非主流廠家生產的金屬纏繞墊，從產品的外觀到性能都存在較大瑕疵。

4 預防措施

4.1 檢查電機體和泵殼結合面平面度

檢查電機體和泵殼結合面是否平整，清理和檢查泵殼、電機法蘭密封面。密封面如有吹損痕跡或輻射凹坑，應進行研磨、清理；檢查纏繞墊安裝位置，用砂紙打磨去除銹蝕，并確保無其他缺陷。保證材料硬度≥40 HRC,表面粗糙度Ra（5～10）μm。

4.2 選用優質不銹鋼纏繞墊

領用時檢查纏繞墊包裝完好標識齊全，固定在厚平紙板上，拆開包裝后，測量其尺寸應符合標準（表2）。纏繞墊為不銹鋼加石墨，表面平整光滑，無跳線、斷線、毛刺、壓痕等缺陷。

表2 金屬纏繞墊標準（ASME B16.20）

4.3 檢查主螺栓、主螺母和加熱棒

清理主螺栓和主螺母，使其無毛刺，手旋輕松，拆卸、安裝時注意保護螺牙，加熱棒功率≤2.5 kW。

4.4 控制安裝工藝

（1）在隔熱泵與泵體之間涂抹汽缸密封脂，可起到輔助密封的作用，且具有耐高溫、高壓、密封效果好、膜層致密堅韌耐久，易于清除等特點。在壓力≤26 MPa，溫度≤600 ℃使用，可以彌補由其他原因造成的輕微泄漏。

（2）隔熱屏面涂抹汽缸密封膠，放上主墊圈后，用手輕輕晃動確認放平。

（3）螺栓的冷緊和熱緊。螺栓的緊固應按制造廠技術文件提供的緊固順序和方法及扭緊力矩進行，結合面16 顆螺栓對稱地進行冷、熱緊固，使其有足夠的接觸壓力，以防止高溫高壓飽和水從結合面漏出。

冷擰緊時每隔90°加厚度1.4 mm 塞尺，用65 mm 加力扳手均勻擰緊主螺母，使主螺栓與泵體牢固聯結，到位后將螺母與泵體做好標記。標記應清晰、準確。旋緊與放松時要時刻注意讀數，為熱緊創造一個準確的起點。

熱擰緊是在中空的螺栓中插入電加熱棒，加熱到300 ℃后再旋動螺母。控制加熱時間≤1 h，冷卻時一定要等螺栓冷卻到室溫才可進行下一步工作，不能隨意減少冷卻時間。按照第一次加熱全部16顆，旋緊螺母，待完全冷卻后第二、三次分別加熱奇數、偶數的8 顆螺栓，分別旋緊螺母。共分3 次加熱程序，直到主螺母旋緊到規定數值。媽灣電廠一直參照使用說明書加熱螺栓后按36 格（螺母旋轉1 圈為24 格）旋緊,后參照其他電廠經驗，提高到44 格后效果比較理想。

5 結語

分析爐水泵電機裝置的隔熱屏與泵殼體的結合面泄漏原因，并通過選材、工藝控制、嚴格檢驗等措施的實施，近幾年平均每年只有1 臺泵發生泄漏，爐水泵泄漏情況得到極大改善。