Vol 34 No. 2阿此電力故術(shù)第34卷第2期Apr 2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年4月國(guó)產(chǎn)600MW機(jī)組循環(huán)水泵改造分析楊群發(fā)1,李智強(qiáng)(1.廣東珠海金灣發(fā)電公司,廣東珠海519050;2.河北邯峰發(fā)電有限責(zé)任公司,河北邯鄲056200)擴(kuò)要:針對(duì)某公司國(guó)產(chǎn)600MW機(jī)組循環(huán)水泵可靠性低的問(wèn)題,從循環(huán)水泵的結(jié)構(gòu)、樹(shù)料、設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行分析,認(rèn)為循環(huán)水泵轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)剛度不足、泵主軸被腐蝕、導(dǎo)軸承磨損等是造成循環(huán)水泵可靠性低的原因,提出改造方案,并說(shuō)明改造效果。關(guān)鍵詞:600MW機(jī)組;循環(huán)水泵;可靠性中圖分類(lèi)號(hào):TK264.11文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號(hào):1001-9898(2015)02-0055-03Analysis on Renovation for Circulating Pump of Domestically-made600 MW Power Generation UnitYang Qunfa', Li Zhiqiang(1. Guangdong Zhuhai Jinwan Power Company Limited, Zhuhai 519050, Chi2. Hebei Hanfeng Company Limited, Handan 056200 ChinaAbstract: Aiming at the problem of circulating pump lower reliability, after analysis on the structure, material and system of theequipment, considers that the low reliability by less design rigidity of circulating pump shaft, corrosion of the chief axis, bearingwearing are the main reasons, then lays down the reformation plan, illustrates the reformation resultsKey words: 600 Mw unit; circulating pump; reliability循環(huán)水泵是發(fā)電廠中流量最大的水泵,其主要作用是向汽輪機(jī)凝汽器供給冷卻水,用以冷卻2原因分析汽輪機(jī)排汽。一旦出現(xiàn)循環(huán)水中斷,將使機(jī)組被2.1泵轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)剛度不足迫停運(yùn)。某公司2臺(tái)超臨界600MW機(jī)組,每臺(tái)內(nèi)接管采用自由伸縮連接和開(kāi)放式中間軸承機(jī)組配置2臺(tái)循環(huán)水泵,設(shè)備為某廠生產(chǎn)的支架3,該設(shè)計(jì)主要有3方面的不足。88LKXA-17型立式斜流泵,循環(huán)水系統(tǒng)采用單元a.內(nèi)接管為中377mm×10mm不銹鋼管,設(shè)制運(yùn)行。循環(huán)水泵采用小內(nèi)接管加中間軸承支架計(jì)功能主要是作為保護(hù)水泵主軸的套管,忽略了形式結(jié)構(gòu),主軸為316不銹鋼外加保護(hù)套管,全長(zhǎng)作為輔助功能的中間軸承支架作用,而作為中間約12m,由3根主軸通過(guò)聯(lián)軸器相連,4個(gè)導(dǎo)向軸軸承支架明顯偏小和單薄,支撐強(qiáng)度不足。承,其中一個(gè)為中間支架軸承,軸承潤(rùn)滑和冷卻采b.由于中間軸承支架外圈與泵筒體設(shè)計(jì)為有用海水自潤(rùn)滑方式。0.3~0.40mm間隙的松裝結(jié)構(gòu),泵軸每轉(zhuǎn)一圈就1存在的問(wèn)題對(duì)兩結(jié)合面一個(gè)敲擊作用力,極易造成中間軸承支架出現(xiàn)裂紋和損壞。另外中間軸承支架外圈與由于該泵內(nèi)接管采用自由伸縮連接和中間軸泵筒體材質(zhì)差異,加上海水的長(zhǎng)期腐蝕作用,泵筒承支架結(jié)構(gòu)造成振動(dòng)較大,進(jìn)而引發(fā)諸多問(wèn)題:出體與中間軸承支架的間隙越來(lái)越大,中間軸承支現(xiàn)過(guò)2次泵體損壞、主軸彎曲事故檢修間隔周期架擺動(dòng)也越來(lái)越大,最終導(dǎo)致導(dǎo)軸承磨損增大,隨非常短,每次解體檢修中間軸承支架均出現(xiàn)裂紋甚著軸承磨損增大,引起泵運(yùn)行振動(dòng)逐漸上升,進(jìn)而至斷裂、導(dǎo)軸承嚴(yán)重磨損、主軸腐蝕等現(xiàn)象21影響泵運(yùn)中國(guó)煤化工收稿日期:2014-12-29作者簡(jiǎn)介:楊群發(fā)(1967—),男高級(jí)工程師主要從事發(fā)電生產(chǎn)管理研究工作CNMHGVoL 34 No.2河此電力術(shù)第34卷第2期Apr 2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年4月c.原內(nèi)接管與泵體支撐板處填料函體連接方困難,要?jiǎng)佑没鹧婕訜岷鏌绞絹?lái)拆卸或破壞性式為自由伸縮結(jié)構(gòu),最大可達(dá)45mm。這樣能夠拆卸,極易拉毛損傷套筒聯(lián)軸器及主軸,也容易造降低了泵轉(zhuǎn)軸的剛度和抗干擾能力,特別是在循成主軸彎曲和脫落環(huán)水泵啟停和海水潮位變化時(shí),因受泵的導(dǎo)流體上浮推力而引起泵較大的振動(dòng)變化。3改造方案2.2泵主軸腐蝕嚴(yán)重a.對(duì)于泵轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)剛度不足問(wèn)題,主要改造主軸表面主要受到點(diǎn)蝕嚴(yán)重,主軸原設(shè)計(jì)采三方面的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu):將內(nèi)接管由原∮377mm用SU316材料,后又采用更換材料(改用SU316L10mm改為中660mm×16mm,材料由原316L材料)以及在內(nèi)接管上開(kāi)孔增大外加陰極電流等改為雙相不銹鋼,提高內(nèi)接管剛度;內(nèi)接管與泵體辦法,均未能解決此問(wèn)題。主要原因是目前國(guó)內(nèi)填料函體連接方式由原來(lái)自由伸縮連接改為有限在大件金屬材料制造中存在缺陷,雜質(zhì)和溶質(zhì)不制自由連接,使內(nèi)接管密封段與泵蓋板之間的摩均一,材料的抗點(diǎn)蝕性能因數(shù)和抗間隙腐蝕性能擦力加大,克服原來(lái)啟停泵和海水潮位變化時(shí)易因數(shù)普遍偏低,達(dá)不到耐腐蝕性能指標(biāo)要求{4。造成導(dǎo)流體上浮而引起振動(dòng)增大的問(wèn)題;取消原2.3導(dǎo)軸承磨損來(lái)中間軸承支架,在新內(nèi)接管與原中間軸承支架大型立式泵的導(dǎo)軸承起著承受轉(zhuǎn)軸的徑向分相同位置上改為導(dǎo)軸承,并固定在內(nèi)接管上,提高導(dǎo)軸承的徑向支撐剛度力和穩(wěn)定泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件的作用,如果導(dǎo)軸承磨損過(guò)大,則會(huì)造成轉(zhuǎn)軸和葉輪擺動(dòng)增大,引發(fā)泵的振動(dòng)b.主軸設(shè)計(jì)材料選用00C22N5Mo3N雙相不加劇或葉片碰磨,甚至發(fā)生循環(huán)水泵的損壞事故。銹鋼。雙相不銹鋼兼有奧氏體韌性、焊接性,又有鐵素體的高強(qiáng)度、耐氯化物腐蝕性能。循環(huán)水泵循環(huán)水泵的導(dǎo)軸承運(yùn)行環(huán)境差,長(zhǎng)期在海水中發(fā)生磨損,一方面是上述分析的中間軸承支架擺動(dòng)主軸按不銹鋼材料耐腐蝕性能要求,主要是抗點(diǎn)蝕大造成摩擦加劇造成的,另一方面是導(dǎo)軸承本身自性能因數(shù)和抗間隙腐蝕性能因數(shù)2個(gè)指標(biāo),結(jié)合綜合潤(rùn)滑水為海水,由于雜質(zhì)較多,泥沙、海生物等進(jìn)入力學(xué)性能要求,采用022N5Mo3N雙相不銹鋼。C.改變中間軸承支架結(jié)構(gòu),減少循環(huán)水泵主軸承間隙經(jīng)軸頸的擠壓嵌入軸承,磨損軸套,被磨軸大幅度擺動(dòng)。改變導(dǎo)軸承冷卻潤(rùn)滑方式7,從毛糙的軸頸反過(guò)來(lái)加速軸承的磨損,惡性循環(huán),軸承磨損加劇又增加泵的振動(dòng),可靠性降低機(jī)組服務(wù)水系統(tǒng)接出一路淡水向循環(huán)水泵內(nèi)接管中提供所有導(dǎo)軸承的冷卻潤(rùn)滑水,這樣泵的主軸2.4導(dǎo)流抗沖擊能力弱和導(dǎo)軸承處在淡水的環(huán)境中,減少介質(zhì)的腐蝕和導(dǎo)流吐出彎管裂紋多,吐出彎管為鎳鉻鑄鐵雜質(zhì)的磨損。為了保證內(nèi)接管內(nèi)充滿(mǎn)水和節(jié)約用材料,其主要作用是把泵抽吸上來(lái)的海水改變90水,在下導(dǎo)軸承位置增加節(jié)流裝置8。另外,為確角后排出泵體外,其受到的海水沖擊較大,遭受的保冷卻潤(rùn)滑水供應(yīng)可靠可在消防水系統(tǒng)中接出流動(dòng)海水腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。此處為循環(huán)水泵最為惡路水源作為備用。劣工況位置之一,原為鑄鐵件,壁厚又較為單薄,d.原導(dǎo)流吐出彎管為鎳鉻鑄鐵材料,改造時(shí)所以經(jīng)常出現(xiàn)裂紋,而鑄鐵又難以修補(bǔ)6分將其改成焊接結(jié)構(gòu),采用雙相不銹鋼材料提高其2.5循環(huán)水泵主軸聯(lián)軸器設(shè)計(jì)不合理抗腐蝕性能,結(jié)構(gòu)上在導(dǎo)流片接管和導(dǎo)流片上布循環(huán)水泵檢修間隔周期為一年,因?yàn)檠h(huán)水置剛性較大的加強(qiáng)筋,增強(qiáng)其強(qiáng)度和剛度,使其在泵主軸聯(lián)軸器設(shè)計(jì)不合理,拆卸困難,所以循環(huán)水上抽的海水沖擊下穩(wěn)定地導(dǎo)流,維護(hù)循環(huán)水泵整泵每次檢修時(shí)間較長(zhǎng)。原泵的套筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)為體的運(yùn)行穩(wěn)定。軸與軸之間通過(guò)連接卡環(huán)連接,在檢修拆卸時(shí),松e.取消原泵套筒聯(lián)軸器軸與軸之間的連接卡掉卸下止推卡環(huán)后,需將套筒聯(lián)軸器沿上軸移動(dòng)環(huán),在拆卸時(shí)只要松開(kāi)套筒聯(lián)軸器兩端的止推卡段距離,使連接卡環(huán)完全退出套筒聯(lián)軸器后,取環(huán),即可拆出套筒聯(lián)軸器,方便了安裝和檢修時(shí)的下連接卡環(huán)后上下兩軸才能脫開(kāi)。因套筒聯(lián)軸器拆卸。同中國(guó)煤化衛(wèi)之間的連接卡與主軸之間間隙較小,并且時(shí)常有海水中的雜質(zhì)環(huán)使得上卡在其中,因此沿上軸移動(dòng)拆卸過(guò)程異常耗時(shí)和長(zhǎng)度和面積4人!CNMH亡間的有效接觸州加回怩疋整個(gè)軸系之間Vol 34 No. 2河北電力杖術(shù)第34卷第2期Apr 2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年4月的連接剛度,有利于主軸在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。根據(jù)海水的溫度可選擇2臺(tái)、3臺(tái)或4臺(tái)循環(huán)水泵4改造效果向2臺(tái)機(jī)組供應(yīng)循環(huán)冷卻水,不僅提高了機(jī)組的可靠性和安全性,還能大大地降低廠用電。按照上述方案對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行改造,改造后參考文獻(xiàn):的循環(huán)水泵于2012年9月投運(yùn),至今已連續(xù)運(yùn)行[1]王興國(guó),岳海生,李智強(qiáng),等河北南網(wǎng)循環(huán)水泵改造實(shí)踐與2年多,以循環(huán)水泵組最大振動(dòng)的位置,即電機(jī)頂分析[]河北電力技術(shù),2005,25(5):2325部振動(dòng)來(lái)觀察和分析,循環(huán)水泵組振動(dòng)和電流非[2]黃根,仇寶云,黃海田,等.大型立式水泵機(jī)組可靠性影響因素分析[冂]農(nóng)業(yè)機(jī)械,2012,175(35):109-111常穩(wěn)定。2014年10月對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行解體檢查,[3]石建東,徐軍鋒托克托發(fā)電廠二期循環(huán)水泵改造分析探討從泵軸、軸承、軸套等零件完好無(wú)損,實(shí)現(xiàn)了首次J].華北電力技術(shù),2005(12):43-44循環(huán)水泵解體不用更換備件的紀(jì)錄[4]朱德勇,姜華偉,高建強(qiáng)華能海門(mén)電廠循環(huán)水泵材料的選用J].廣東電力,2008,21(12):73-765結(jié)束語(yǔ)[5]林海江大型水泵導(dǎo)軸承潤(rùn)滑與密封研究[D]浙江:揚(yáng)州大通過(guò)對(duì)88LKXA-17型立式斜流泵進(jìn)行改造,[6]谷秋成火電廠立式斜流循環(huán)水泵改造中的設(shè)計(jì)研究方法較好地解決了因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)缺陷和材料選用不當(dāng)造成[DJ河北:華北電力大學(xué),2005設(shè)備的異常停運(yùn)和檢修,徹底地消除了原來(lái)可靠[7]盧承斌,楊賢彪660WM機(jī)組循環(huán)水泵損壞事故分析[]江性差的隱患,延長(zhǎng)了檢修周期,提高設(shè)備的可靠性蘇電機(jī)工程,2011,30(3):25-27和安全性。為提高機(jī)組循環(huán)冷卻水供應(yīng)的可靠性[8]仇寶云,黃海田,魏強(qiáng)林等.大型立式水泵油軸承改水軸承的應(yīng)用研究[J]流體機(jī)械2000,28(21):35-37.和節(jié)能降耗要求,對(duì)2臺(tái)機(jī)組共4臺(tái)循環(huán)水泵由本文責(zé)任編輯:楊秀敏原來(lái)的單元制運(yùn)行方式改造為母管制方式運(yùn)行,(上接第48頁(yè))明顯提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí),可以預(yù)見(jiàn)受到威脅。為此需考慮低壓缸末級(jí)葉片的安全性。該改造工程將會(huì)對(duì)北方地區(qū)的300MW等級(jí)機(jī)組表2改造前后各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)參數(shù)對(duì)比供熱改造提供很好的示范效應(yīng)。指標(biāo)名稱(chēng)改造前改建議機(jī)組完成高背壓供熱改造后,在冬季與電負(fù)荷/MW264.084270.783電負(fù)荷增加量/MW基準(zhǔn)6.699夏季應(yīng)采取不同的運(yùn)行方式,以提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)背壓/kPa15性。冬季供熱期外界熱負(fù)荷一定時(shí),讓改造后的排汽量/(t·h)空冷高背壓供熱機(jī)組運(yùn)行,提高整個(gè)電廠經(jīng)濟(jì)性排汽溫度/℃5471.3抽汽量/t當(dāng)機(jī)組投入高背壓運(yùn)行時(shí),要采取以熱定電的運(yùn)熱網(wǎng)循環(huán)水量/(t·h)1320014276行方式。熱負(fù)荷變工況時(shí)有3種調(diào)整途徑:一是供/回水溫度/℃119/7008/55供熱能力/MW514在采暖初期,熱負(fù)荷需求量小時(shí),回水溫度降低(供熱能力增加量/MW基準(zhǔn)143低于60℃),采用降低背壓運(yùn)行的方式,減少排年增加供熱量/萬(wàn)G基準(zhǔn)148增加供熱面積/萬(wàn)m2基準(zhǔn)286汽量,降低供熱量;二是當(dāng)回水溫度達(dá)到60℃,理論汽輪機(jī)熱耗/(kJ·kWh)供熱量需求仍舊沒(méi)有達(dá)到最大需求時(shí),可以調(diào)整運(yùn)行時(shí)間/h28802880發(fā)電煤耗/(g·kWh)抽汽量,調(diào)整供水溫度;三是兩種調(diào)整方式可以223.48采暖季節(jié)標(biāo)煤量/t基準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行。夏季運(yùn)行時(shí),盡量讓未改造機(jī)組多帶靜態(tài)投資/萬(wàn)元基準(zhǔn)5980負(fù)荷運(yùn)行。改造后機(jī)組由于排汽面積減小,在較電價(jià)(元·kWh)-1熱價(jià)(元·GJ)大的進(jìn)汽量下,阻塞背壓排汽壓力已經(jīng)高于原設(shè)標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)(元·t)計(jì)49kPa背壓,所以,應(yīng)調(diào)整機(jī)組真空,使汽輪機(jī)內(nèi)部收益率/%基準(zhǔn)回收年限/n排汽壓力不低于阻塞背壓參考文獻(xiàn)4結(jié)論及建議[1]王智雷「M言.由國(guó)由力出版社,2003中國(guó)煤化工經(jīng)過(guò)大量資料的搜集和論證,認(rèn)為對(duì)30CNMHMW空冷機(jī)組實(shí)施高背壓循環(huán)水供熱改造,可以舉又頁(yè)任編輯:羅曉曉