給水泵組軸承箱擋油套漏油原因分析及處理

曾 鋒

（深能和合電力（河源）有限公司，廣東河源 517025）

0 引言

某電廠二期是在建的2×1000 MW超超臨界二次再熱燃煤發電機組，每臺機組安裝有2臺50%容量汽動給水泵組。汽動給水泵組的給水前置泵和主泵由小汽輪機同軸驅動。汽動給水泵組布置在汽機房運轉層（17.0 m），前置泵與主泵同軸布置。小汽輪機單出軸，主泵由小汽輪機直接驅動，前置泵通過減速箱與主泵相連。每臺機組的汽動給水泵主組為鏡像對稱布置型式，配管及抽頭采用鏡像布置。給水泵組參數見表1。

表1 給水泵組參數

給水泵組與小汽輪機的軸承采用強制潤滑，共用一套潤滑油系統，配備有主備油泵各1臺，油泵出口油壓0.6 MPa，流量45 m3/h。給水泵組屬于汽輪機重要的輔助設備，其是否安全穩定的運行影響整個機組的經濟效益。

1 試運故障情況

本工程給水泵組單體調試時，3#機組小汽輪機潤滑油主泵剛開啟不久，A給水泵組未轉動，其前置泵自由端軸承箱擋油套處開始漏油，潤滑油順著軸承箱蓋往外漏，約2 s1滴。前置泵軸承箱漏油不但影響給水泵組的安全運行，同時污染現場環境并有導致火災發生的可能性，調試工作馬上暫停。

給水泵組主泵兩端軸承箱共有4個擋油套，前置泵的聯軸器端軸承箱有2個擋油套，自由端軸承箱有1個擋油套。現場發現A前置泵自由端軸承箱擋油套漏油，該軸承箱里的油位要高于B前置泵的。前置泵自由端軸承箱結構如圖1所示。

圖1 前置泵自由端軸承箱結構

2 原因分析

2.1 O形密封圈損壞

前置泵擋油套與轉子之間有一個O形密封圈，防止油從兩者之間的縫隙中滲漏出去。如果是O形密封圈損壞，潤滑油將從擋油套與轉子軸頸的間隙往外漏，但現場發現潤滑油是從擋油套下部與端蓋間泄漏出來。而且O形密封圈損壞主要是在其拆裝不當或是老化導致的，本工程前置泵是整體從廠家發貨到現場，不存在拆裝不當或是O形密封圈老化現象。因此排除O形密封圈損壞這個原因。

2.2 擋油套損壞

前置泵擋油套與端蓋之間使用的是迷宮式密封。迷宮密封是在轉軸周圍設若干個依次排列的環行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質在通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到阻漏的目的。由于迷宮密封的轉子和機殼間存在間隙，無固體接觸，毋須潤滑，并允許熱膨脹，經常被運用于高溫、高壓、高轉速頻率的工作場合。迷宮式密封為非接觸性密封，使用壽命長，對零件加工精度及安裝要求較低，幾乎不需要維修。

現場外部測量前置泵擋油套與端蓋的間隙直徑約0.80 mm，符合設計要求。要想對擋油套進行徹底檢查，需將軸承箱進行解體。考慮到前置泵剛整體出廠，且安裝完成后沒有試轉過，因此推斷擋油套損壞的概率很小。

2.3 軸承箱潤滑油排油問題

如果軸承箱回油管設計不合理或是有堵塞，潤滑油回油不暢導致軸承箱油位升高，油也會在擋油套與端蓋間的間隙泄漏出來。A/B兩臺前置泵油管布置相同，管徑相同，進油管直徑3/4英寸，回油管直徑為5/4英寸，排油管直徑大于進油管直徑。通過A前置泵排油管觀察孔看到其軸承箱的回油量大，故排油管道設計合理無堵塞。

2.4 節流孔板問題

節流孔板在火電廠汽、水、油等管道中廣泛應用，其原理是當液體在流經節流孔板時，由于局部阻力發生能量損耗，通過節流孔板后液體的壓力降低，前后有一定的壓差，即發生節流現象[1]。節流孔板具有易于安裝、方便維護和價格低廉等特點，在潤滑油管道設置節流孔板能降低管道里的潤滑油壓力和流量。節流孔板漏裝或者孔徑設置不合理也會導致擋油套漏油。

現場檢查兩個前置泵自由端軸承箱潤滑油入口處的兩個節流孔板沒有漏裝，節流孔徑直徑6 mm。兩泵的節流孔板孔徑尺寸無差別。前置泵軸承箱潤滑油入口節流孔板位置及內部結構如圖2所示。

圖2 前置泵軸承箱潤滑油入口節流孔板位置及內部示意

2.5 潤滑油油壓

給水泵組潤滑油系統與小汽輪機共用一套潤滑油系統，主潤滑油泵的出口壓力約0.55 MPa，到達機組運轉層（17 m）后，給水泵組潤滑油母管壓力約0.30 MPa，設計要求是0.10～0.15 MPa。現給水泵組潤滑油壓明顯偏高，過高的潤滑油壓將會使軸承箱的油位升高，潤滑油會從擋油套與端蓋的間隙漏出。

2.6 潤滑油進油量

前置泵自由端軸承箱有徑向軸瓦1套，軸向推力滾珠軸承1套（2個），共2組軸承。該軸承箱有并列的2個進油孔，進油量要比前置泵非自由側的軸承箱進油量大1倍，兩端軸承箱回油管直徑一樣，自由端軸承油箱油位會偏高。因此在同樣的潤滑油壓下，前置泵自由端軸承箱的擋油套漏油概率更大。

3 處理措施及效果

3.1 第一次處理措施

通過前期對擋油套漏油原因分析，推斷出此次前置泵軸承箱端蓋漏油是以下原因導致的：①前置泵軸承箱進油管節流孔板的孔徑尺寸偏大；②給水泵組軸承潤滑油油壓過高；③前置泵自由端軸承箱由于設計原因，該側軸承箱進油量大。為解決前置泵擋油套漏油故障，可以采取以下方案。

方案一：通過降低潤滑油泵出口壓力，降低軸承箱油位，從而消除漏油現象。由于小汽輪機和給水泵組共用一套潤滑油系統，減少潤滑油泵出口油壓會影響到小汽輪機軸承進油情況，危及小機組的運行安全，需要小汽輪機廠家與設計院重新進行系統設計和安全校核，影響范圍廣且不夠穩妥。

方案二：擴大前置泵自由端側的潤滑油回油母管直徑，從而降低軸承箱油位。此方案需要對軸承箱進行解體后外出加過，需要一定的費用和工期。

方案三：在給水泵組的潤滑油母管上的法蘭處加裝節流孔板或是改變原節流孔板尺寸，通過節流孔板的作用降低前置泵潤滑油壓力。

綜合考慮后，采取方案三。在給水泵組潤滑油母管上加裝一個孔徑為15 mm的節流孔板進行試驗。安裝節流孔板后開啟給水泵組潤滑油泵，運行平臺層的給水泵組潤滑油母管壓力降為0.2 MPa，經泵廠家確認，該油壓可滿足泵組安全運行。現場觀察前置泵該擋油套漏油情況明顯減少，逐漸沒有油滲出，軸承箱回油流暢。潤滑油泵隨后停泵，前置泵開始安裝保溫棉工作。當潤滑油泵再次啟動運行不久，該擋油套重新開始漏油，1 s1滴，漏油故障依然存在。

3.2 第二次處理措施

針對前置泵端蓋擋油套在采取了相關處理措施后仍然漏油的故障，再次仔細分析了設備現場情況：①B給水泵組在潤滑油壓0.30 MPa和0.20 MPa兩種狀態下，各個軸承箱擋油套都無漏油情況；②A給水泵組在潤滑油壓0.30 MPa和0.20 MPa兩種狀態下，其他各個軸承箱擋油套都無漏油情況，唯獨前置泵的自由端軸承箱擋油套漏油；③在兩泵潤滑油進油量相當的情況下，A泵軸承箱油位比B泵的高；④A前置泵的回油管正常無堵塞。

綜合推斷，A前置泵漏油很有可能是其自身某個部件導致的。除擋油套外，影響擋油套漏油的很有可能是軸承箱上的排氣帽。排氣帽是軸承箱上的一個部件，在設備停機及剛開始運動時，現場環境存在的粉塵、細纖維等，會沿著排氣帽的呼吸孔順暢地進入軸承油箱，隨著時間延長，呼吸孔逐漸堵塞，排氣帽逐漸失效，隨之會帶來以下問題：①污染軸承油箱內的潤滑油；②軸承油箱內潤滑油溫度升高，對于全封閉軸承箱氣體膨脹排不出去，會損壞油封，對于非全封閉軸承箱氣體膨脹沿著油封漏油；③軸承箱中油氣中的水分無法排出；④軸承油箱內溫度會更高，形成惡性循環；⑤通氣孔內部不易發現是否堵塞[2]。

將A前置泵自由端軸承箱上的排氣帽拆開，清理吹掃完后回裝。該軸承箱油位開始下降，擋油套逐漸沒有油滲出，A/B前置泵軸承箱油位一致。潤滑油泵長時間運行后，給水泵組單獨盤車和進氣試轉，前置泵軸承各項參數正常，A前置泵擋油套沒有漏油跡象。判斷A前置泵擋油套漏油問題得到解決。

4 結語

某電廠二期給水泵組前置泵自由端軸承箱擋油套漏油故障，通過分析是由于潤滑油壓力過高、該軸承箱進油量大、軸承箱排氣帽堵塞這幾項原因引起的。本次處理措施在給水泵組潤滑油進油母管上加裝了一個孔直徑15 mm的節流孔板，加裝的節流孔板孔徑是根據一般的檢修經驗得出的，并未經過嚴格的參數測算。節流孔板的孔徑尺寸是否合適，目前暫時只能以潤滑油母管壓力、軸承溫度、軸振數據是否穩定來判斷。將來給水泵組運行時還需密切留意前置泵軸承的相關參數變化，確保設備安全。

在潤滑油入口管加裝節流孔板、清理排氣帽等處理措施，被證明可以解決此類軸承箱擋油套漏油故障。同類型泵擋油套漏油的故障，需要根據實際情況分析原因，除了重點檢查潤滑油壓和節流孔板孔徑是否合適外，還需要排查軸承箱排氣帽是否堵塞，排氣帽的缺陷很容易被檢修人員忽視。