国产600 MW机组循环水泵改造分析

Vol.34 No.2河北电力技术第34卷第2期Apr.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年4月国产600MW机组循环水泵改造分析杨群发1,李智强?(1.广东珠海金湾发电公司,广东珠海519050;2.河北邯峰发电有限责任公司,河北 邯郸056200)摘要:针对某公司国产600 MW机组循环水泵可靠性低的问题，从循环水泵的结构、材料、设计等方面进行分析,认为循环水泵转轴设计刚度不足、泵主轴被腐蚀、导轴承磨损等是造成循环水泵可靠性低的原因，提出改造方案，并说明改造效果。关键词: 600 MW机组;循环水泵;可靠性中图分类号:TK264.11文献标志码:B文章编号: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 ,China;2.Hebei Hanfeng Company Limited, Handan 056200 ,China)Abstract: Aiming at the problem of circulating pump lower reliability,after analysis on the structure, material and system of theequipment,considers that the low relibility 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 results.Key words:600 MW unit;circulating pump; reliability循环水泵是发电厂中流量最大的水泵,其主2原因分析要作用是向汽轮机凝汽器供给冷却水，用以冷却汽轮机排汽。一旦出现循环水中断,将使机组被2.1 泵转轴设计刚度不足迫停运。某公司2台超临界600MW机组,每台.内接管采用自由伸缩连接和开放式中间轴承机组配置2台循环水泵，设备为某厂生产的支架[B],该设计主要有3方面的不足。88LKXA-17型立式斜流泵,循环水系统采用单元a.内接管为φ377 mmX10 mm不锈钢管,设制运行。循环水泵采用小内接管加中间轴承支架计功能主要是作为保护水泵主轴的套管,忽略了形式结构,主轴为316不锈钢外加保护套管，全长作为辅助功能的中间轴承支架作用,而作为中间约12m,由3根主轴通过联轴器相连,4个导向轴轴承支架明显偏小和单薄，支撑强度不足。承,其中一个为中间支架轴承,轴承润滑和冷却采b.由于中间轴承支架外圈与泵简体设计为有用海水自润滑方式。0.3~0.40 mm间隙的松装结构，泵轴每转- - 圈就1存在的问题对两结合面一个敲击作用力,极易造成中间轴承支架出现裂纹和损坏。另外中间轴承支架外圈与由于该泵内接管采用自由伸缩连接和中间轴泵简体材质差异,加上海水的长期腐蚀作用,泵简承支架结构,造成振动较大，进而引发诸多问题:出体与中间轴承支架的间隙越来越大,中间轴承支现过2次泵体损坏、主轴弯曲事故,检修间隔周期架摆动也越来越大,最终导致导轴承磨损增大,随非常短,每次解体检修中间轴承支架均出现裂纹甚着轴承磨损增大,引起泵运行振动逐渐上升,进而.至断裂、导轴承严重磨损、主轴腐蚀等现象1[12]。影响泵运行的可靠性。收稿日期:2014-12- 29作者简介:杨群发(1967-).男.高级工程师,主要从事发电生产管理.研究工作。55●Vol.34 No.2河北电力技术第34卷第2期Apr.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年4月.c.原内接管与泵体支撑板处填料函体连接方困难,要动用火焰加热烘烧方式来拆卸或破坏性式为自由伸缩结构,最大可达45 mm。这样能够拆卸,极易拉毛损伤套简联轴器及主轴,也容易造降低了泵转轴的刚度和抗干扰能力,特别是在循.成主轴弯曲和脱落。环水泵启停和海水潮位变化时，因受泵的导流体3改造方案上浮推力而引起泵较大的振动变化。2.2泵主轴腐蚀严重a.对于泵转轴设计刚度不足问题,主要改造主轴表面主要受到点蚀严重,主轴原设计采三方面的设计和结构:将内接管由原φ377mmX用SU316材料,后又采用更换材料(改用SU316L10mm改为φ660mmX16mm,材料由原316L材料)以及在内接管上开孔增大外加阴极电流等改为双相不锈钢，提高内接管刚度;内接管与泵体办法,均未能解决此问题。主要原因是目前国内填料函体连接方式由原来自由伸缩连接改为有限在大件金属材料制造中存在缺陷,杂质和溶质不制自由连接,使内接管密封段与泵盖板之间的摩均一,材料的抗点蚀性能因数和抗间隙腐蚀性能擦力加大,克服原来启停泵和海水潮位变化时易因数普遍偏低,达不到耐腐蚀性能指标要求4。造成导流体上浮而引起振动增大的问题;取消原来中间轴承支架,在新内接管与原中间轴承支架2.3 导轴承磨损大型立式泵的导轴承起着承受转轴的径向分相同位置上改为导轴承,并固定在内接管上,提高力和稳定泵转动部件的作用，如果导轴承磨损过导轴承的径向支撑刚度。b.主轴设计材料选用00Cr22Ni5Mo3N双相不大,则会造成转轴和叶轮摆动增大,引发泵的振动锈钢4。双相不锈钢兼有奥氏体韧性、焊接性,又加剧或叶片碰磨,甚至发生循环水泵的损坏事故。有铁素体的高强度、耐氯化物腐蚀性能。循环水泵循环水泵的导轴承运行环境差,长期在海水中发主轴按不锈钢材料耐腐蚀性能要求，主要是抗点蚀生磨损,一方面是上述分析的中间轴承支架摆动.性能因数和抗间隙腐蚀性能因数2个指标,结合综合大造成摩擦加剧造成的,另-方面是导轴承本身自力学性能要求.采用00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢。润滑水为海水,由于杂质较多,泥沙、海生物等进入c.改变中间轴承支架结构,减少循环水泵主轴承间隙.经轴颈的挤压嵌人轴承,磨损轴套,被磨轴大幅度摆动。改变导轴承冷却润滑方式(671,从毛糙的轴颈反过来加速轴承的磨损,恶性循环,轴机组服务水系统接出一路淡水向循环水泵内接管承磨损加剧又增加泵的振动，可靠性降低[S]。中提供所有导轴承的冷却润滑水,这样泵的主轴2.4 导流抗冲击能力弱和导轴承处在淡水的环境中，减少介质的腐蚀和导流吐出弯管裂纹多,吐出弯管为镍铬铸铁杂质的磨损。为了保证内接管内充满水和节约用材料,其主要作用是把泵抽吸上来的海水改变90°水,在下导轴承位置增加节流装置^8]。另外,为确.角后排出泵体外,其受到的海水冲击较大,遭受的保冷却润滑水供应可靠可在消防水系统中接出一流动海水腐蚀相当严重。此处为循环水泵最为恶路水源作为备用。劣工况位置之一,原为铸铁件,壁厚又较为单薄，d.原导流吐出弯管为镍铬铸铁材料,改造时所以经常出现裂纹,而铸铁又难以修补5-7]。将其改成焊接结构，采用双相不锈钢材料提高其2.5 循环水泵主轴联轴器设计不合理抗腐蚀性能,结构上在导流片接管和导流片上布循环水泵检修间隔周期为一年,因为循环水置刚性较大的加强筋,增强其强度和刚度,使其在泵主轴联轴器设计不合理,拆卸困难,所以循环水上抽的海水冲击下稳定地导流,维护循环水泵整泵每次检修时间较长。原泵的套筒联轴器结构为体的运行稳定。轴与轴之间通过连接卡环连接,在检修拆卸时,松.e.取消原泵套筒联轴器轴与轴之间的连接卡掉卸下止推卡环后,需将套筒联轴器沿上轴移动环，在拆卸时只要松开套简联轴器两端的止推卡一段距离,使连接卡环完全退出套简联轴器后,取环，即可拆出套筒联轴器,方便了安装和检修时的下连接卡环后上下两轴才能脱开。因套筒联轴器拆卸。同时,因为取消了上、下主轴之间的连接卡与主轴之间间隙较小,并且时常有海水中的杂质环,使得上、下主轴与套筒联轴器之间的有效接触卡在其中.因此沿上轴移动拆卸过程异常耗时和长度和面积增大，更加加固稳定了整个轴系之间●56.Vol.34 No.2河北电力技术第34卷第2期Apr.2015HEBEI ELECTRIC POWER2015年4月的连接刚度,有利于主轴在运行过程中的稳定性。根据海水的温度可选择2台、3台或4台循环水泵.向2台机组供应循环冷却水,不仅提高了机组的.4改造效果可靠性和安全性,还能大大地降低厂用电。按照上述方案对循环水泵进行改造,改造后参考文献:的循环水泵于2012年9月投运.至今已连续运行[1] 王兴国.岳海生,李 智强，等.河北南网循环水泵改造实践与分析[J].河北电力技术.2005,25(5):23-25. .2年多,以循环水泵组最大振动的位置,即电机顶[2] 黄根,仇宝云,黄海田,等.大型立式水泵机组可靠性影响部振动来观察和分析,循环水泵组振动和电流非因素分析[J].农业机械，2012,175(35)109-111.常稳定。2014年10月对循环水泵进行解体检查，[3] 石建东,徐军锋.托克托发 电厂二期循环水泵改造分析探讨从泵轴、轴承、轴套等零件完好无损,实现了首次[].华北电力技术,2005( 12):43-44.循环水泵解体不用更换备件的纪录。4] 朱德勇，姜华伟,高建强.华能海门电厂循环水泵材料的选用U].广东电力.2008,21(12):73-76.5结束语[5] 林海江.大型 水泵导轴承涧滑与密封研究[D].浙江:扬州大学.2006.通过对88LKXA-17型立式斜流泵进行改造，[6]谷秋成.火电厂立式斜流循环水泵改造中的设计研究方法较好地解决了因为结构缺陷和材料选用不当造成[D].河北:华北电力大学，2005.设备的异常停运和检修,彻底地消除了原来可靠.[7]卢承斌，杨贤彪.660WM机组循环水泵损坏事故分析[J].江性差的隐患,延长了检修周期,提高设备的可靠性苏电机工程，2011.30(3):25-27._8] 仇宝云.黄海田.魏强林，等.大型立式水泵油轴承改水轴承和安全性。为提高机组循环冷却水供应的可靠性的应用研究[J].流体机械.2000.28(21):35-37.和节能降耗要求,对2台机组共4台循环水泵由本文责任编辑:杨秀敏.原来的单元制运行方式改造为母管制方式运行，(上接第48页)明显提高经济效益和社会效益。同时,可以预见受到威胁。为此需考虑低压缸末级叶片的安全性。该改造工程将会对北方地区的300MW等级机组表2改造前后各项经济参数对比供热改造提供很好的示范效应。指标名称改造前改造后建议机组完成高背压供热改造后,在冬季与电负荷/ MW264.084270.783电负荷增加量/ MW基准6.699夏季应采取不同的运行方式,以提高机组的经济背乐/ kPa1533性。冬季供热期外界热负荷- -定时，让改造后的排汽量/(t.h)-1235335空冷高背压供热机组运行,提高整个电厂经济性。排汽温度/C5471.3抽汽量/↑当机组投入高背压运行时，要采取以热定电的运热网循环水量/(. h)-113 20014 276行方式。热负荷变工况时有3种调整途径:一是供/回水温度/C119/70108/55供热能力/ MW371514在采暖初期,热负荷需求量小时,回水温度降低(供热能力增加量/ MW143低于60C),采用降低背压运行的方式，减少排年增加供热量/万GJ增加供热面积/万m'286汽量,降低供热量;二是当回水温度达到60 C,理论汽轮机热耗/(kJ. kWh) -1 5 693.23 600供热量需求仍旧没有达到最大需求时,可以调整运行时间/ h2 880抽汽量,调整供水温度;三是两种调整方式可以发电煤耗/(g. kWh)-!223.48141.3采暖季节标煤量/ 164 088.5同时进行。夏季运行时,尽量让未改造机组多带静态投资/万元5 980负荷运行。改造后机组由于排汽面积减小,在较电价(元●kWh)-0.438热价(元●G]) -132大的进汽量下，阻塞背压排汽压力已经高于原设标煤单价(元.t) -177070计4.9kPa背压,所以,应调整机组真空,使汽轮机内部收益率/%67.05排汽压力不低于阻塞背压。回收年限/n2.734结论及建议[1]王智雷,邹翠芳.汽轮机[M].北京:中国电力出版社.2003.经过大量资料的搜集和论证，认为对300MW空冷机组实施高背压循环水供热改造,可以本文责任编辑:罗晓晓. 57.