某电厂给水泵平衡盘卡死原因分析

孙剑光

（佛山市南海绿电再生能源有限公司，广东佛山 528200）

1 设备概况

某电厂除氧给水系统采用单母管制系统。除氧给水系统包括2台除氧器、4台电动给水泵及相应的管道、阀门、滤网等配件。两台除氧器出口通过低压给水母管并联，除氧后的水通过低压给水母管进到各台给水泵。4台电动给水泵出口通过高压给水母管并联，高压给水通过高压母管输送到锅炉给水操作台。每台给水泵出口设有保持最小流量的再循环管，4条再循环管道通过再循环母管并联，最终回到两台除氧器的水箱[1]。除氧给水系统系统图见图1。

图1 除氧给水系统图

给水泵型号MC50-220B/12，厂家为大连苏尔寿泵及压缩机有限公司，给水泵为单壳体径向剖分多级节段卧式结构，泵壳型式为两端支承，轴承为自润滑，内装集装式平衡型单端面机械密封[2]。给水泵布置在汽机厂房内，#2、4给水泵工频运行，#1、3给水泵变频运行，两台机组正常运行情况下3台给水泵运行1台给水泵备用，运行给水泵在事故状态下，备用系统能自动投入运行。

2 事情经过

（1）3月30日10:50，#1、3给水泵变频运行，#3给水泵频率86%，发现#3给水泵因为负荷低，出现打闷泵的现象。

（2）10:53，主控远控将其停运。

（3）10:58，主控远控又启动#3给水泵，频率60%，就地检查#3给水泵仍然无法起压，但就地运转正常（DCS电流显示为130 A）。

（4）11:03，因电流不正常，停止#3给水泵运行。

（5）11:35，由于锅炉负荷恢复正常，主控远控又启动#3给水泵，给予启动频率，电流显示340 A，停止#3给水泵运行。

（6）11:36，因为怀疑为电流信号传输错误，决定再次试启动，电流仍然显示为340 A，立即停止3#给泵运行。

（7）11:44，就地检查3#给水泵变频器、给水泵外观，没有发现任何异常，启动3#给水泵，电流仍然显示为340 A，检查发现3#给水泵轴承未能转动，立即停止3#给水泵运行。

（8）其后#3给水泵停电后人为盘轴，仍然不能使其转动，于是断电挂牌联系检修。

图2 改造后的除氧给水系统图

3 设备损坏情况

4月3日，#3给水泵返厂解体检查，情况如下：平衡鼓和平衡鼓套烧结卡死，泵轴弯曲，最大弯曲点在轴的中部，最大跳动值0.105 mm，吸入段首级叶轮口环磨损，首级叶轮级出口口环烧结在叶轮上，第5、6、7级叶轮出口稍有磨损，机械密封和泵内有脏物。

4 原因分析

（1）#1、3给水变频泵投自动运行时的逻辑是母管压力跟踪，转速随给水泵母管的压力减少而升高，随母管压力的升高而降低。#1、3给水变频泵投手动运行的逻辑是转速跟踪，泵转速根据运行人员的手动设置运行。在3月30日10:24，#3给水泵转速和电流开始下降，而#1给水泵转速和电流上升，出现这种现象是运行人员发现给水母管压力下降，#1给水变频泵转速投手动，运行人员手动调整转速到额定值运行，#3给水变频泵转速投自动运行，当#1给水泵转速上升后给水母管压力上升，#3给水泵转速随给水母管压力上升而下降。

（2）#3给水泵从3月30日10:28开始至11:03第二次停泵期间，锅炉给水总量约120 t/h左右，#1给水泵转速和电流基本在接近额定值运行，#1给水泵出口流量约为60 t/h，#2给水泵工频运行，#2给水泵出口流量约为60 t/h，#1、2给水泵的出口流量已基本满足锅炉的需要，可判断#3给水泵处于打闷泵状态，泵内基本没有流量通过。当泵在小负荷范围内运行时（小于泵的最小流量值15.5 t/h时[2]），几乎把所有的能量以热能的形式传递给泵送介质，液体将被加热直至汽化，使得泵体内部温度升高，振动和噪音加大，由于平衡鼓与平衡鼓套的间隙设计值很小（0.09～0.12 mm），口环间隙设计值也很小（0.15～0.17 mm），结果会导致平衡鼓和平衡鼓套干摩擦，叶轮和泵体口环干摩擦，泵体口环掉落，最终导致泵的损坏。详见表1。

表1 给水泵参数

（3）11:03，第二次停泵时，泵体内温度较高，泵的冷却时间时间不够，泵的泵轴产生热弯曲。11:35，第二次启动时由于泵轴产生热弯曲导致平衡鼓和平衡鼓套卡死。

5 防范措施

（1）在机组低负荷运行时重点监视变频给水泵的运行状况，当变频给水泵的电流小于某一数值时，及时调整工频泵的流量（关小出口门），提高变频泵的转速，增加变频泵的流量，使变频泵不要低于最小流量值运行，必要时，可停止一台给水泵运行。

（2）增加变频给水泵的报警逻辑，当变频给水泵的电流和转速低于某一数值时，变频给水泵电流和转速报警，提醒运行人员及时调整，对变频给水泵实行多重保护。

6 改造效果

（3）给水系统上的改造：1）原给水泵再循环管从逆止门后接出，再循环管起不了作用，改为接至泵的出口逆止门前的管道；2）在泵的出口逆止门后加装流量计，及时监视泵的出口流量；3）增加给水泵流量逻辑，当泵的出口流量小于泵的最小流量值15.5 t/h时，再循环门打开，保证泵不要低于最小流量值运行；4）把泵的出口压力变送器接出从原来的出口电动门后改为泵的出口逆止门前，使运行人员启泵或倒泵时及时监视泵的出口压力情况。改造后的除氧给水系统系统图见图2。

除氧给水系统系统改造后，经过一年多的正常运行，再未发生过给水泵卡死、汽化现象，收到了良好的效果，保证了机组的安全稳定经济运行。

［1］佛山市南海绿电再生能源有限公司.汽轮机运行规程［Z］.2012.

［2］大连苏尔寿泵及压缩机有限公司.MC50-220B/12给水泵说明书［Z］.2010.