关键词 火电厂;循环水泵;故障分析;故障处理
对于火电厂汽机系统来说，循环水泵承担着为南凝汽器、闭式水热交换器等提供冷却水，保障汽轮机稳定工作的主要辅助设备。当循环水泵无法为汽轮机凝汽器提供充足的冷却水时，会导致汽轮机无法正常运行而停机，关系到火电厂发电设备的正常稳定运行。在循环水泵运行期间，因供水量较大，为了保障供水，循环水泵往往需要从自然界中获取供水，致使循环水泵的工作流程加大，存在着较多的故障因素。
1循环水系统工艺及工作原理简介
1.1 工艺流程简介
循环水系统回水进入到冷却塔之中，进入冷却塔之后经过一系列的处理，包括喷头，填料，抽风换热等进入塔底的水池，最终被循环水提高压力之后供应相应设备进行循环利用。
某电厂循环水系统由东、西两塔两部分组成，其中循环水东塔主要供应气化及甲醇装置循环水，循环水西塔主要供应动力及空分装置循环水，两塔设计循环水量均为35000m3/h。每座循环水塔设置七台冷却风机以及六台循环水泵，水温靠冷却风机控制，温度指标为≤32℃。循环水系统供有四台循环水泵，正常工况下夏季循环水泵三开一备运行（运行时间按2400h计），其他季节两开两备运行（运行时间按5400h计）。所对应的凉水塔冷却风机中一台为电动风机、两台为水动风机，根据生产情况而调整运行台数，夏季为满足生产装置需要三台冷却风机全部运行。循环水系统均分别配备有加药杀菌、旁滤、补水排污等系统。
1.2循环冷却水的主要工作原理
冷却塔中的主要热水的热量是通过两种方式从冷却塔中传递到外面之中：1）通過接触传热，因为水在于空气进行接触的时候，如果水比空气的温度高，那么按照能量守恒定律，水中的热量会传递给空气，从而使空气温度变高，水温降低，两者温差越大，传热就越多。2）蒸发传热：水与空气在接触的过程中还存在蒸发，空气中含有水蒸气，如果空气中水蒸气不饱和，那么部分水蒸发之后就会被空气带走。水蒸气需要大量汽化热，这部分汽化热进入空气之中将其他水冷却，从而实现水冷却。
2 火电厂循环水泵故障分析
2.1 断轴故障
断轴故障是火电厂循环水泵常见的故障之一，当断轴故障发生时，会使循环水泵内的推力瓦和推力盘因温度过高，产生变形或是直接烧损，影响着循环水泵冷却水的制造，不利于及时为汽轮机提供冷却水，严重时，还会因为断轴引发循环水泵内部器件的损坏，并发其他故障，如振动故障等。导致循环水泵出现断轴故障的原因较多，主要如下：1.密封不严引发轴承断裂。在循环水泵的内部，因为密封不严，使得循环水泵在抽取自然水的时候，部分水滴溅入到轴承盒内，并随着水滴的增多，使得轴承部位的润滑脂稀释，并失去应有的效用，使轴承摩擦加剧、温度升高，在长期的剧烈摩擦中发生轴承断裂的故障。2.非驱动段轴承故障。以某型号的循环水泵为例，该型号的循环水泵轴功率为300kW，转速为1540r/min，扬程为73m，出口处的水压为0.9MPa，该循环水泵在运行期间发生了轴承断裂事故，在对该循环水泵进行拆解后，发现轴承的非驱动段轴承部位发生断裂，断裂处的键槽直径为83mm，深度为6mm，且有不规则形状的裂纹。通过调取循环水泵最近的运行记录，发现最近一个月内循环水泵有异响，对其进行分析，可知引发非驱动段轴承断裂事故产生的原因为键槽部位承受了较大的压力，因负荷过重，导致非驱动端的轴承先是出现了裂纹，并随着裂纹的扩大而引发了轴承断裂现象。
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2.2 循环泵振动异常现象
在循环泵运行期间，因循环泵内的轴承叶轮在运行期间，若处于不平衡的状态，将会导致叶轮摩擦现象加剧，增大摩擦阻力，叶轮与轴承配套之间产生缝隙，且缝隙随着叶轮摩擦的加剧而扩大。当叶轮处于不平衡的运行状态以后，循环水泵的工作状态会发生一些变化，如离心力加大所产生的循环水泵振动现象。根据对循环水泵振动异常现象进行分析，可以发现循环水泵内的螺旋松动，严重时螺栓还会发生掉落、断裂现象，此时标明循环水泵的振动也到了较为严重的程度，需要对循环水泵进行检验，以查明故障源头。
2.3 循环水泵内器件腐蚀引发故障
火电厂的循环水泵在汲取水源时，往往从自然界中汲取水，为汽轮机提供充足的冷却水，在长期生产与供给冷却水的过程中，循环水泵内的器件容易受到水侵蚀，并因为水的侵蚀而引发故障。导致循环水泵内器件受到水侵蚀的原因在于相应器件的防水性能较差，不能夠很好的抵抗水侵蚀，这些器件在长期的工作中，先是因为水侵蚀而发生表面锈迹和脱落现象，影响其工作性能，如轴承、叶轮、螺栓等部位受到水侵蚀后，发生了腐蚀现象，相互之间出现了间隙，且精度降低，循环水泵开始出现运行不稳定的现象。且随着受侵蚀程度的加剧，腐蚀现象加剧，并最终导致了轴承连接部位、叶轮的叶片等部位腐蚀严重，无法正常的工作，如轴承的受重力部位，因为受到水侵蚀，轴承支架无法有效承载重量，而发生了倾斜现象，直接导致循环水泵内部各器件产生了摩擦现象，影响和危害着循环水泵的正常作业[1]。
3处理循环水泵故障的有效措施
3.1 加强对循环水泵叶轮的检修工作
考虑到循环水泵叶轮部位容易产生摩擦、腐蚀的现象，为有效应对循环水泵的故障发生，降低因故障导致的循环水泵无法正常供给冷却水，汽轮机无法正常作业的现象。首先工作人员要加大对循环水泵的检修现象，当循环水泵发生异常振动现象后，应及时的查找振动源头，查看是否因为螺丝、轴承联结部位的松动引发振动，并采取加固措施以消除振动。其次对于叶轮的运行不平衡和离心力加大的故障，这两个故障并不好确定和排除。可通过对叶轮进行动平衡实验，通过分析实验的数据，对比循环水泵的运行标准数据，以有效检测循环水泵的叶轮是否存在动不平衡和离心力加大的问题。在确定了循环水泵的叶轮存在动不平衡和离心力加大的故障后，可以采取一定的干预措施，对叶轮进行调整，使叶轮的运行趋向稳定，减小叶轮的转速，使其离心力减小等。
3.2 做好循环水泵的防腐蚀工作
针对水侵蚀现象，应对循环水泵内的器件进行防腐蚀工作。对于循环水泵的轴承部位，要采取填充密封的方式，防止水滴溅进轴承之中，对润滑脂造成分解。对于其他部位也要采取填充密封，防止水滴进入。其次对于循环水泵的叶轮、轴承、内壁等部位，可以采取电流阴极的防护措施，通过电流阴极及时的消除循环水泵内部的水滴，减小水侵蚀发生的概率。
3.3 断轴故障的应对措施
对于断轴故障，应通过早期的预防工作，降低断轴故障的发生率，一是要加大易断轴部位的日常维护，通过日常维护工作，减少易断轴部位的故障发生率。尤其是在检修是若发现有异常的振动，要查找振动产生的部位，若振动部位发生在轴承部位，则要继续检查轴承联结、螺栓等部位是否正常。二是要做好轴承部位的密封防水工作，防止水对轴承的侵蚀[2]。
4结束语
导致火电厂循环水泵故障发生的因素较多，在对循环水泵的故障进行检修的过程中，需要对每种因素均加考虑，并采取一定的预防措施，防止循环水泵故障再次发生。并应做好相应的记录工作，便于及时的定位循环水泵故障发生的源头。
参考文献
[1] 孙景杨.火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法研究[J].科技创新导报，2017，（23）：55-56.
[2] 王永胜.火力发电厂循环水泵状态检修方法[J].中国新技术新产品，2017，（9）：45-46.
论文作者:赵允鹏
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：水泵论文; 叶轮论文; 轴承论文; 故障论文; 部位论文; 火电厂论文; 现象论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;