汽动给水泵密封轴套磨损故障诊断及改进措施

时间:2019-07-19  浏览:0次

 

摘 要:介绍了神华国华太仓发电有限公司8B汽动给水泵#3瓦轴振增大跳闸的情况,分析了密封轴套磨损是导致#3瓦轴振突然增大发散而跳闸的根本原因,提出了改进检修工艺和优化滤网结构措施,有效保障了给水泵长周期安全稳定运行。

  关键词:汽动给水泵;密封轴套;磨损;故障诊断;改进措施
  0 引言
  神华国华太仓发电有限公司600MW超临界机组汽动给水泵芯包是Sulzer技术生产的水平、多级、筒式壳体、并具有整抽式芯包设计的离心泵。汽动给水泵的轴端采用螺旋密封结构,螺旋槽作用是当轴转动时将泄漏水泵送至泵内的泵送作用,以阻止泵内液体的外泄。为保证运行中给水泵迷宫密封不会产生卡涩,在靠近泵组的密封水管路中安装有过滤精度80目的滤网装置,而且这种滤网装置应经常维持在洁净状态。机组投产以来多次发生密封轴套不同程度的磨损卡涩问题,严重影响给水泵的安全稳定运行。经过对密封水轴封滤网结构进行研究分析,发现由于检修工艺不良导致滤网骨架与滤筒之间存在较大的轴向间隙,造成水中的杂质没有被有效过滤而进入给水泵密封系统,从而导致密封轴套、平衡鼓经常性发生磨损事故,所以必须改进检修工艺和优化滤网结构才能满足设备安全、稳定运行的要求。

汽动给水泵密封轴套磨损故障诊断及改进措施
  1 事件经过
  2010年06月12日03时48分,8号锅炉末级再热器受热面泄漏抢修完毕后进行锅炉点火冲转。06月11日22时37分,8B汽动给水泵开始冲转,12时55分,将8A汽动给水泵并入系统运行。06月13日16时20分24秒,在机组升负荷过程中,8B汽动给水泵#3瓦X/Y向轴振从66.5/58.6um开始缓慢爬升,此时转速为5409rpm,机组负荷为561MW,16时38分20秒,#3瓦X/Y向轴振爬升到80.5/70um,此时转速为5646rpm,机组负荷为598MW,保持机组负荷稳定,#3瓦X/Y向轴振开始出现下降,16时38分22秒,#3瓦X/Y向轴振下降至73.7/65.4um,16时38分24秒,#3瓦X/Y向轴振突然增大,最大值达到144/131.9um,持续约3秒,轴振保护动作跳泵。在#3轴振突然增大过程中,#4瓦X/Y向轴振也从27/26um突然增大至66.6/58.3um。在此过程中,#3、4瓦乌金温度正常,#1、2瓦轴振和乌金温度正常,推力瓦乌金温度和轴向位移正常,密封水压力正常,轴封压力、温度正常,润滑油温度正常。
  2 故障诊断分析
  2.1汽动给水泵跳闸原因分析
  从振动分析系统采集的#3瓦轴振频谱数据曲线分析,在振动爬升过程中,振动以基频(1X)分量为主,缓慢增大,且振动有轻微连续的波动,其它非一倍频分量非常小。在振动突然增大时,基频(1X)略有升高,但主要是非基频(1X)分量显著增大,导致振动大保护动作跳泵。根据振动频谱特征,诊断为#3瓦附近的部件存在轻微局部径向动静摩擦所致。2010年06月29日,对故障给水泵芯包进行解体大修,发现传动端密封轴套与密封衬套外侧表面出现较深的径向磨损,轴套磨损深度约0.30mm,自由端密封轴套与密封衬套内侧表面出现轻微的径向磨损,磨损深度约0.05mm,平衡鼓与平衡鼓衬套局部有轻微的磨损,磨损深度约0.05mm。因此,芯包内部件密封轴套、平衡鼓存在径向动静摩擦,特别是传动端密封轴套与密封衬套外侧表面出现较深的径向摩擦磨损是导致#3瓦轴振突然增大发散跳泵原因。
  2.2密封轴套磨损原因分析
  2.2.18号机组于2010年04月20日转入B修,对凝结水系统、中低压给水系统、给水泵密封水系统进行解体检修,检修过程中遗留杂质,而且系统和设备调试时没有进行有效冲洗,致使杂质进入给水泵芯包内部,导致内部件密封轴套、平衡鼓发生径向磨损,而传动端密封水位于管道的末端,比较容易积存杂质,从而造成传动端密封轴套与密封衬套外侧表面出现较深的径向磨损。
  2.2.2检修工艺不良,给水泵密封水轴封滤网在第一次检修时没有对滤网盖和滤网骨架内外原装密封垫厚度分别进行测量记录,更换新密封垫片时随意改变内外密封垫的厚度差,致使滤网骨架与滤筒存在较大的轴向装配间隙(达到5.7mm),导致水中的杂质没有被有效过滤而进入密封水系统中,从而造成芯包内部件密封轴套、平衡鼓发生径向磨损。
  3 改进措施
  3.1密封水轴封滤网结构特点分析
  密封水轴封滤网由滤筒、滤网骨架、滤网盖、入口接管、出口接管、排污管等部件组成,内装高强磁棒吸附金属杂质,滤网布采用普通的不锈钢网丝布,过滤精度为80目,滤网骨架与滤网盖轴向之间设置一个密封垫片,厚度为1mm,设计材质为橡胶石棉垫片,滤网盖法兰密封垫片厚度为1mm,设计材质为橡胶石棉垫片,内外垫片厚度差设计为零,以保证装配后滤网骨架与滤筒轴向的严密性,确保所有介质均通过滤网布进行有效过滤。
  3.2采取的措施
  3.2.1改进滤网检修工艺,检修时必须对滤网盖和滤网骨架内外密封垫厚度分别进行测量记录,更换新密封垫片时不能随意改变内外密封垫的厚度差,应根据选用密封垫片的材质和压缩率来确定内外密封垫片的厚度,确保装配后内外垫片的压缩率在最佳范围内,保证密封严密性。由于原设计密封垫片材质为橡胶石棉垫,运行中容易发生脆化导致密封失效而泄漏,故需要优化选用较好的密封垫材质。根据介质压力和温度,外密封垫片选用增强石墨垫片,内密封垫片选用聚四氟乙烯垫片。而增强石墨垫片的最佳压缩率一般为20%-30%,聚四氟乙烯垫片的最佳压缩率一般为10%-15%,根据此选用原则,增强石墨垫片厚度若选用4.0mm,聚四氟乙烯垫片厚度则应选用3.5mm。
  3.2.2普通的80目不锈钢网丝布钢丝直径为0.10mm,强度较低,在前后压差作用力下极容发生破裂,导致杂质进入密封水系统中。因此,对滤网布进行改进,由原来单层网布改为双层布,内层网布钢丝直径保持不变(0.1mm),外层网布将钢丝直径增大至0.5mm,以提高滤网布抗变形损坏的能力,防止运行中网布发生开裂缺陷。
  3.3检修注意事项
  3.3.1加强检修回装阶段质量管控,彻底清洗各部件,减少系统和设备杂质遗留。
  3.3.2严格按照改进措施要求选用密封垫片的材质和厚度,并依据文件包检修工艺进行标准化作业,防止再次发生因密封垫片选用不当造成滤网失效。
  4 结论
  8号机组给水泵密封水轴封滤网经过上述改进措施处理后,两台汽动给水泵运行至今正常,再未出现因密封水轴封滤网失效导致密封轴套磨损和汽动给水泵跳闸的事件发生,改进检修工艺和优化滤网结构有力保障了设备长周期安全运行,此改进措施的实施为以后设备故障诊断处理积累了经验。

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