1000MW二次再热机组汽动给水泵泵轴抱死原因分析及预防

缪希希，许海雷，孙 斌

(国电泰州发电有限公司，江苏 泰州 225300)

0 引言

泰州电厂二期2×1000MW超超临界机组给水系统设置2台50%容量的汽动给水泵，汽动给水泵是德国KSB公司生产的CHTD7/6型泵，为卧式、单吸、六级筒体式离心泵。节段式的内壳体防止泵在低转速时转子和静止部件的接触。前置泵由给水泵轴通过减速齿轮驱动，安装在给水泵的轴端。汽泵前置泵是上海KSB水泵厂生产的YNK300/680型离心泵，为卧式、双吸、单级、轴向分开式。

小汽轮机为上海汽轮机厂设计制造ND(Z)89/84/06型变转速凝汽式汽轮机。机组正常运行负荷区间采用五抽汽源，高负荷阶段且机组供热量较大时，需要汽泵组较高转速，二次冷再的高压汽源参与调节，机组停运阶段低压汽源由五抽切换至辅助蒸汽，调试和启动用汽源采用辅助蒸汽。

1 汽动给水泵转轴抱死的原因

汽动给水泵转轴抱死的主要原因有以下几类：

(1)为了提高汽动给水机组的运行效率，给水泵芯包动静间隙一般都设计的偏小，从而容易引起动静碰磨。

超超临界机组的给水泵动静间隙一般较小(一般在0.4mm)，这样杂质颗粒更容易卡在这些间隙中。汽动给水泵启动前需低速盘车暖机，在泵组低速盘车时，更易造成泵芯抱死。

(2)调试期间凝结水、给水系统水质较差，有硬质机械杂质进入泵内，导致泵轴抱死。

新机组调试时，凝汽器、凝水管道、除氧器及加热汽源管道、给泵进出口给水管道、再循环管道等，在投运前都经过了水冲洗和碱洗，但是由于系统管道较为复杂，大流量冲洗仍然会有杂质残存以及死角区域，且水、碱洗后管道改接过程中带入杂质，如焊渣、铁锈等硬质颗粒积存在系统中进入泵体。汽泵组盘车转速为80r/min，叶轮的低速旋转对泵体内的介质起到搅动作用，加之较低的汽泵转速使得泵内的通流量很小，泵内积存的带硬质颗粒的给水不断搅拌，硬质颗粒随水流进入到密封环等泵内的动静结合面，从而导致动静部位的卡涩研磨，摩擦产生的热量引起塑形形变最终导致动静部位的直接碰磨，造成泵轴抱死。

(3)材料与施工。系统设备的制造选材，设备本身的洁净度、管道的制造工艺好差是基础，电建公司在设备换接安装工艺上的质量，是否按照要求安装动静间隙、是否按照要求对前置泵进口滤网目数与动静间隙的大小匹配也是泵轴抱死的隐患所在。

2 预防措施

2.1 凝水、给水系统清洁

凝水、给水系统的清洁，能保持汽动给水泵的安全和效率。新机组调试中，凝汽器、凝水加热器管道、除氧器、泵组进出口管道、给泵再循环管道都必须进行充分的化学水洗、碱洗；至除氧器加热的辅汽、五抽管道在辅汽联箱蒸汽吹管时完成；进入凝汽器的各管路，包括各蒸汽疏水管道以及低旁管道进行人工清理，疏水立管及各加热器疏水管道逐个进行水清洗，待水质合格后方可回收。汽动给水泵中间抽头管道也可通过炉侧减温水管道短接冲洗。

泰州电厂二期2×1000MW超超临界机组整套启动前对全系统进行了化学清洗，消除系统内在制造、运输、安装过程中产生的油污、焊渣、氧化皮和腐蚀产物，并在金属表面形成良好的保护膜。化学清洗包括水冲洗、碱洗、复合酸清洗。

2.1.1 水冲洗回路

(1)凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→疏水冷却器水侧及旁路→再循环管→凝汽器→热井排水。

(2)凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→疏水冷却器水侧及旁路→除氧器上水门→10号-9号低压加热器水侧及旁路→低温省煤器水侧及旁路→8、7、6号低压加热器水侧及旁路→排水。

(3)凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→疏水冷却器水侧及旁路→除氧器上水门→10号-9号低压加热器水侧及旁路→低温省煤器水侧及旁路→8、7、6号低压加热器水侧及旁路→除氧水箱→除氧器溢放水→排水母管。

(4)凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→疏水冷却器水侧及旁路→除氧器上水门→10号-9号低压加热器水侧及旁路→低温省煤器水侧及旁路→8号、7号、6号低压加热器水侧及旁路→除氧水箱→除氧器溢放水→6号低加危急疏水→7号-8号低加汽侧冲洗→凝汽器。

(5)凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→疏水冷却器水侧及旁路→除氧器上水门→临时管→高加及旁路→主给水旁路→临时排放。

(6)凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→疏水冷却器水侧及旁路→除氧器上水门→临时管→高加及旁路→省煤器进口→水冷壁→分离器→贮水箱(→排放)→过热器系统→临时管→排水母管。

7)凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→疏水冷却器水侧及旁路→除氧器上水门→临时管→1号高加危急疏水→2号高加汽侧→3号高加汽侧→4号高加汽侧→除氧水箱→除氧器溢放水→排水母管。

2.1.2 碱洗回路

(1)碱洗1回路：(凝汽器系统碱洗回路)

凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→再循环管→凝汽器。

(2)碱洗2回路：(凝结水系统碱洗回路)

凝汽器→凝泵→除盐水精处理旁路→轴封加热器水侧及旁路→疏水冷却器水侧及旁路→10号-9号低压加热器水侧及旁路→低温省煤器水侧及旁路→8号、7号、6号低压加热器水侧及旁路→除氧水箱→溢放水管→清洁水箱→清洁水泵→凝汽器。

(3)碱洗3回路：(低压加热器汽侧碱洗回路)

除氧水箱→溢放水管→临时门→6号、7号、8号低加汽侧→凝汽器。

(4)碱洗4回路(高压加热器汽侧碱洗回路)

主蒸汽管道→临时管→临时门→4号-1号高压加热器汽侧→凝汽器。

(5)碱洗5回路：(高压加热器水侧及锅炉本体碱洗回路)

凝汽器→凝泵→除氧器上水→4号-1号高压加热器(A/B侧)→ 给水操作台→省煤器→水冷壁→启动分离器→过热器→主蒸汽管道→溢放水管→除氧水箱→凝汽器(期间启动炉水泵)。

2.1.3 复合酸清洗及钝化回路

除氧器→临时清洗泵→临时管→高加及旁路→省煤器进口→水冷壁→分离器→贮水箱→过热器→临时管→除氧器上水门→10号-9号低压加热器水侧及旁路→低温省煤器水侧及旁路→8号、7号、6号低压加热器水侧及旁路→除氧水箱(期间炉水循环泵启动)。

除化学清洗外,凝泵进口滤网以及前置泵进口滤网选择合适的目数，运行中监测好滤网差压、出口压力以及电流等各参数，发现异常及时隔离清理，清理中认真确认滤网完好无破损和过大间隙。

若初期投运，除氧器以及给水管道内比较脏污，为防止凝水至除氧器上水后，除氧器内硬质颗粒随水流进入泵内，可先利用凝结水杂用户至汽泵浮动环密封水源对给水泵注水，密封水压力经过泵及各管道弯头，可能无法注满整个给水进口管，可通过测点判断给水泵内已经注满水后，再使用前置泵进口的启动注水对给水管道二次注水，直至溢流至除氧器，通过除氧器放水阀开式排放。这样既可保持给水泵内水质不受污染，又可达到冲洗除氧器的效果。

2.2 调试期问盘车管理

调试期间导致泵轴抱死的原因是汽泵组低速盘车造成的。因此，一般新机组投产初期，采用不投运盘车，待水质确保清洁后泵组可靠运行了再投运盘车。主要注意事项如下：

(1)待汽泵组各启动条件满足后，临冲转小机前再投入小机轴封系统，尽量缩短轴封投入到小机冲转的时间，从而控制小机转子在轴封处的热弯程度，以改善冲转时轴系振动情况。

(2)汽泵组冲转前应充分暖泵，汽泵组允许启动条件之一是，给水泵上、下筒体温差小于20℃，且除氧器内水温与给水泵下筒体温度差小于50℃。

(3)小机冲转后，视振动等参数允许情况，尽快将转速直接带到1000r/min进行暖机。暖机的时间主要取决于缸温的上升情况和转子振动。一般应通过暖机使转子振动控制在20μm以下，再提速至1500r/min，暖机正常后再提速至3000r/min进行高速暖机。

(4)在试运初期，运行中应严密监视给水泵及前置泵进口滤网的前后差压以及泵出口压力、小机调门开度等参数，实时监控滤网的运行状况，滤网差压过大应手动打闸防止设备损坏。

(5)当泵组跳闸或停运时，在真空允许的情况下，可隔离小机排汽蝶阀，在机内仍保持有小负压时停运小机轴封，防止防爆膜损坏。汽泵热态停运后，为防止汽泵组转子热弯曲，要严格控制泵体的上、下温差，并将浮动环密封水调节阀解手动并关小至密封水回水温度可承受的开度，以免过快冷却泵体，造成上、下水温分层。泵体必须放水，应待泵体温度降低后，在此之前应隔离汽泵组。

(6)当汽泵组停运时间较长，而暖泵系统又不具备投运条件，则需要隔离该汽泵静置冷却，防止起压的除氧器从前置泵进口、再循环管路等倒入泵中造成泵体上、下温差增大。当汽泵组检修完毕后复役，而除氧器水温很高，可用低温的密封水对泵体进行注水，考虑到密封水水压有限，可用前置泵进口的凝结水杂用户来启动注水对前置泵及其进口等剩余管道进行二次注水，可以防止除氧器水温对泵体的热冲击，然后再投暖泵系统，缓慢升温。一旦泵组停运后泵芯抱死，杜绝人为强行手动盘车。

2.3 设备制造安装上存在的缺陷

加强监督管理，尽量避免系统设备制造、安装工艺质量上存在的问题，减少基建带入管道泵内的杂质。在设计时应考虑采用合适办法来权衡给泵与小汽机对盘车要求问题。

3 结语

防止超超临界机组汽动给水泵泵轴抱死的关键是保证调试阶段凝结水、给水系统的水质清洁。保证各管道冲洗和化学清洗等质量。在系统投用时，逐段冲洗排放。一般在投运初期不投用盘车系统，故应考虑盘车不投运工况的一些注意点。综上所述，泰州二期二次再热机组采取泵轴防抱死措施，该机组给水泵在调试中未出现异常，运行良好。