張懷宇 史爭艷

摘 要：本文以某電廠1000MW超超臨界機組汽動給水泵的汽化事件為基礎(chǔ)，結(jié)合鍋爐汽動給水泵的結(jié)構(gòu)特點和最小流量閥的技術(shù)特點，分析了給水泵汽蝕的原因，指出了給水熱力系統(tǒng)中最小流量閥的關(guān)鍵性。

關(guān)鍵詞：汽動給水泵，汽化，最小流量閥

概述

某電廠1000MW超超臨界機組，給水系統(tǒng)設(shè)計為，1臺30%BMCR容量的電動給水泵和2臺50%BMCR容量的汽動給水泵，正常運行時兩臺汽泵承擔(dān)鍋爐上水任務(wù)，電泵作為啟動及帶低負(fù)荷或當(dāng)一臺汽泵故障時的備用泵。其中給水泵汽輪機為東方汽輪機廠設(shè)計生產(chǎn)：單軸、單缸、再熱冷段蒸汽外切換、變轉(zhuǎn)速、沖動式、凝汽式，主機額定工況功率16397KW，額定轉(zhuǎn)速5605r/min，排汽壓力8.5kPa，電超速6380r/min。

1汽動給水泵結(jié)構(gòu)特點

汽動給水泵主要由泵的芯包、內(nèi)外泵殼、水力部件、中間抽頭、平衡裝置、軸承、軸封以及泵座等部件組成，共6級；再循環(huán)管道設(shè)計為30%流量，配備一個氣動調(diào)節(jié)門，前后各有一個手動截止門，氣動門后配有逆止門。

泵設(shè)計成水平、離心、多級筒體式，為便于快速檢修泵，內(nèi)部組件設(shè)計成可以整體從泵外筒體內(nèi)抽出的芯包結(jié)構(gòu)，芯包內(nèi)包括泵所有的部件。相同型號的泵組芯包內(nèi)所有部件都具有互換性。備用芯包可以在所提供的任何一臺泵組的殼體中進行性能試驗。

泵中所用的葉輪和導(dǎo)葉及內(nèi)部流道的設(shè)計保證給水泵具有較高的水力效率，徑向間隙根據(jù)效率、臨界轉(zhuǎn)速和軸撓度確定，保證主給水泵具有較高的運行效率和可靠性。泵軸在易磨損處有可調(diào)換的軸套。葉輪的硬度比可拆卸型的泵殼或其它靜止部分高一個等級，從而保證動靜部分即使發(fā)生磨損，也可保護轉(zhuǎn)動部件。在磨損發(fā)生后，通過調(diào)整動靜部分間隙，亦可使泵組保證高效運行。

泵的水力平衡裝置為平衡鼓結(jié)構(gòu)，通過平衡裝置平衡大部分軸向推力，其余軸向力通過推力軸承平衡，整套平衡裝置能防止主泵在任何工況下，轉(zhuǎn)子軸向竄動。推力軸承在所有的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)情況下，包括泵啟動和停止時能維持縱向?qū)χ泻涂煽康钠胶廨S向推力。

2汽化現(xiàn)象

汽泵組在調(diào)試過程中，于11月8日，進行A小汽機單轉(zhuǎn)，完成電超速試驗后停機投入盤車。11月9日，聯(lián)接好靠背輪后，進行A汽泵組冷水再循環(huán)試轉(zhuǎn)，均正常。在鍋爐吹管期間A汽泵擔(dān)任主要的上水任務(wù)，運行正常。在11月11日11：08 啟備變跳閘，全廠停電。待廠用電恢復(fù)正常后，啟動B汽泵上水，鍋爐點火。同時啟動A汽泵作為備用，在轉(zhuǎn)速到達3000r/min后，運行10分鐘左右，汽泵振動突然加大且到達跳閘值（200）。檢查除氧器水位、壓力和溫度均正常，再次啟動A汽泵在1000轉(zhuǎn)下暖機，泵的噪音、振動較大，泵內(nèi)水溫明顯高于除氧器水溫，汽泵推力瓦處聲音異常，瓦溫較正常運行時高出10度左右。調(diào)出A汽泵運行的歷史趨勢，發(fā)現(xiàn)前置泵電流、壓力，主泵的出口壓力均穩(wěn)定無異常，因此排除濾網(wǎng)堵塞，懷疑汽泵出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，打開泵體放氣門，發(fā)現(xiàn)有持續(xù)的水蒸汽噴出。此時懷疑再循環(huán)手動門開度太小，無法滿足汽泵最小流量導(dǎo)致汽化。待泵內(nèi)注滿水，全開再循環(huán)手動門后，啟動A汽泵，在到達3000轉(zhuǎn)后，依然出現(xiàn)上述類似情況，打閘停機。觀察前后兩次試轉(zhuǎn)時間均為1小時左右。懷疑再循環(huán)管道出現(xiàn)阻塞導(dǎo)致汽泵汽化。

3故障分析與處理

為驗證結(jié)論，分別進行下列試驗。一、全開再循環(huán)氣動門后，單轉(zhuǎn)A前置泵，在強制保護條件后，將調(diào)門由100%開度逐漸全關(guān)，發(fā)現(xiàn)前置泵電機電流和泵的出口壓力無明顯變化。二、用A汽泵為鍋爐上水，運轉(zhuǎn)正常，未再出現(xiàn)汽化，同時關(guān)小A汽泵再循環(huán)氣動門，由全開至全關(guān)，上水流量無明顯變化，顯然不符合再循環(huán)管道30%的設(shè)計流量。以上試驗進一步驗證汽化是由再循環(huán)管道造成。于是對再循環(huán)管道的閥門進行逐一排查。手動門、逆止門均沒有問題。解體再循環(huán)最小流量氣動閥后，發(fā)現(xiàn)閥芯的外部籠罩上掛有很多機械類雜質(zhì)，減小了通流面積。

將機械雜質(zhì)清理干凈后，閥門復(fù)裝，再次轉(zhuǎn)泵時，發(fā)現(xiàn)汽泵泵體平衡管兩端溫度差異較大，將汽泵解體檢查，抽出芯包，發(fā)現(xiàn)泵非驅(qū)動端的軸套定位銷已斷裂，軸套與平衡盤抱死，導(dǎo)致平衡水已無法流出。更換芯包后，汽泵組運行正常。

通過此次事件也從側(cè)面反應(yīng)出，現(xiàn)在工程的工期都比較緊張，為了趕工期，必須在較短的時間內(nèi)完成施工，容易在管道內(nèi)殘存一些諸如焊渣、碎片之類的施工垃圾。應(yīng)嚴(yán)把施工驗收關(guān)，為試運創(chuàng)造良好的條件，避免發(fā)生設(shè)備損壞。

4最小流量閥的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點

最小流量閥為主副密封結(jié)構(gòu)，有效的保護主密封面不受高流速介質(zhì)的沖蝕。在閥桿徑向設(shè)置多級籠式套筒，孔徑錯位重疊，承擔(dān)閥門承受的總壓降。采用多級減壓后，通過計算相鄰兩級的孔徑錯位重疊面積，使閥門的總壓降分布在各級節(jié)流元件上，每級降壓過程中流體壓力都大于其在入口溫度下的飽和蒸汽壓力，有效防止汽蝕。籠式閥芯的特點是流體在籠體四周均勻的流入或流出，流體相對于閥桿的任何變化均沒有中斷和突變現(xiàn)象，具有光滑的流動特性，可極大的降低噪音和減輕振動。同時由于流體在流場內(nèi)平穩(wěn)順暢地均勻進出，不會造成閥桿的應(yīng)力集中。但閥體的內(nèi)部部件間隙較小，對水質(zhì)要求較高，特別是在給水泵的初始試運階段，容易造成異物卡塞。

5結(jié)語

鍋爐給水泵是電廠熱力系統(tǒng)中最為重要的輔機之一，而最小流量再循環(huán)閥對給水泵的安全、經(jīng)濟運行起到至關(guān)重要的作用，因此，應(yīng)選用制造工藝精良、調(diào)節(jié)性能良好的再循環(huán)閥，同時確保再循環(huán)管道的設(shè)計合理性，使泵在最小流量下維持運行，保證給水泵不因汽蝕而損壞。此外，定期對最小流量閥進行檢修，保證熱力系統(tǒng)安全可靠的運行。

參考文獻

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