田进
（广东粤电集团博贺煤电有限公司 广东省茂名市 525000）
摘要：海滨电厂机组在基建期保养过程中由于相关工序、措施不完善，在台风强降雨恶劣天气后海水、泥土、淤泥等杂质进入凝结水泵，导致在凝结水泵定期盘动保养中转动情况由卡涩、卡顿至无法盘动的原因分析、处理及如何加强设备全过程管理的探讨。
关键词：凝结水泵；卡涩原因；全过程管理
前 言
某电厂工程一期容量为2×1000MW超超临界燃煤汽轮发电机组，汽轮机为上海电气集团股份有限公司生产的超超临界、单轴、一次再热、四缸四排汽、额定出力1000MW凝汽式汽轮机。
每台机组配2台100%容量凝结水泵，设备型号为11LDTNB-3PJ，1台运行1台备用，两台凝结水泵共配置一台高压变频设备。
此工程地处海滨地区，根据历年厂区环境气候情况（盐雾、多雨、台风、空气湿度高、砂尘等），参照《金属和合金的腐蚀》ISO 9224-2012标准，环境腐蚀性等级Cx，碳素钢第一年腐蚀速率是67~233微米/年。
其地潮汐特征值为：
历年最高潮位3.99m（1965年6月30日）
历年最低潮位-1.45m（1960年8月7日）
历年最大潮差3.92m
多年平均潮差1.57m
一、凝结水泵结构概述：
11LDTNB-3PJ型凝结水泵为立式、筒袋型、抽芯式结构，泵的部件可拆装更换，泵壳设计成全真空型。
泵的吸入口位于泵的筒体上，吐出接口位于泵的吐出座上，根据现场安装需求，泵的吸入与吐出接口可以做90°、180°等多角度变位。在泵的吐出座上有与泵筒体相连的脱汽管，再连到凝汽器顶部。
11LDTNB-3PJ型泵为多级泵，首级叶轮为双吸结构。两个次级叶轮为单吸同向排列布置，导流部件为导流壳。泵共有两根轴，由套筒联轴器连接。
主要部件：
1、泵筒体：由优质碳素钢板卷焊制成的圆形筒体，其一侧设有吸入法兰；泵筒体用以构成双层壳体泵的外层压力腔，正常工作时腔内处于负压状态。
2、工作部：工作部用多级叶轮同向排列构成的泵转子和在其外围形成导流空间的导流壳组成。泵转子由叶轮、泵轴、键、轴套等件组成。
3、出水部分：由接管、泵座等件组成；泵的传动轴从该部分的中心穿过；从泵工作部流出的液体经该部分后水平进入泵外压力管道。泵座上设有密封函体、泄压孔、脱汽孔；泄压孔用以将轴封腔内压力减至最低；脱汽孔用以将泵筒体内的气体及时排至凝汽器。
4、推力装置部分：推力装置由推力瓦块、轴承体、调整螺母等组成。泵产生的轴向力由平衡套平衡掉20-30%，其余残余轴向力由推力轴承承受。
5、轴承：泵内设有多处水润滑导轴承，用以承受泵转子径向力，其一在中间轴承座内，其二在密封函体内，其余的在工作部内。
6、轴封：轴封采用机械密封，密封水管由出水口接至密封函体。
7、联轴器：泵轴与传动轴用卡套和固定套连接；传动轴与电动机轴的连接用弹性柱销联轴器。
项目间隙标准
二、设备安装情况及故障发展过程
#1、2机A、B凝结水泵外筒体均已吊放入基座并紧固好地脚螺栓，未进行二次灌浆，水泵本体放入外筒体中并完成螺栓紧固，完成初步找中及提升量调整，外筒体进水口法兰均与凝结水管道接驳，凝结水管道均与凝汽器热井接驳，外筒体出水口法兰均未与凝结水管道接驳、未进行封堵，#1机A、B凝结水泵电机就位、螺栓紧固，电机与泵本体联轴器未连接，#2机A、B凝结水泵电机未就位。
由于部分原因，工程停工进行设备保养，每月对转动机械转轴盘动180°进行定期保养，由于凝结水泵整体重量大，采用在传动轴联轴器孔内放入与联轴器孔相配的螺栓，将钢丝绳连接螺栓与固定在牢固位置的手拉葫芦，联轴器侧面相隔90°的专用孔中插入四根插杆，用手拉葫芦将水泵带动后，保养人员推动插杆盘动转轴的方法。
定期盘动保养初期各凝结水泵均盘动轻松、无异音，一段时间后逐渐出现#1机B凝结水泵发展至无法盘动，其余各凝结水泵均有不同程度卡涩、卡顿的现象。
三、盘动卡涩原因分析
根据凝结水泵结构、现场布置、常见故障分析，导致凝结水泵转轴盘动卡涩的原因可能有：
1、进入杂质，如：铁屑、砂石、各种纤维物等，在盘动过程中随着转动进入叶轮密封与轮毂间隙、轴承与轴套间隙。
2、各处间隙不合标准导致动静间卡死。
3、各动静接触处严重生锈粘连。
对#1、2机凝结水泵安装区域、循环水至凝汽器进、出水区域进行现场勘查，发现：
1、循环水进、出水埋管穿出凝汽器下方循环水基坑墙体后为开口状态，蝶阀、滤网等部件未放入与之接驳安装，循环水出水管有小量流水流至循环水基坑，循环水基坑内工作未完结故外墙体未施工，墙基仅高出地面10-20公分，基坑内四周墙体有稍高于循环水进、出水管的清晰水痕。
2、循环水进、出水管检修孔、排空气口用盖板临时封堵；排污泵未进行安装、用临时潜水泵进行日常排水。
3、循环水进水明渠有一定水位，为明渠与进水涵箱间的施工临时堰坝管涌渗水所致，已对堰坝进行处理并加固，但明渠内水量较大未将水排空。循环水泵每台机各3台，循环水前钢闸板按正常运行检修设计为两台机共4块，4块钢闸板已放入前池，与循环水泵体隔绝，有2台循环水泵无钢闸板放入未与前池隔绝（后采购2块钢闸板放入以满足保养需要）。
4、循环水出水至虹吸井、虹吸井至排水工作井为地下埋管，已完工，排水工作井进水闸板已关闭。
5、#1机A、B凝结水进水蝶阀后滤网底部放水门均关闭，凝结水泵外筒体与放置基坑间隙处有积水、凝结水泵区域有稍高于滤网底部放水门的清晰水痕。
6、#2机A、B凝结水进水蝶阀后滤网底部放水门未关闭，凝结水泵外筒体与放置基坑间隙处有积水、凝结水泵区域有稍高于滤网底部放水门的清晰水痕。
7、查看值班记录，停工后有一次台风强降雨天气。
8、查看设计院提供的水工、土建、机务、管道安装施工图纸，查得各处标高如下：
位置标高多年平均低潮位97％设计低潮位
明渠底部-7.5-0.35-1.86
循环水水泵水池-8.9-0.945-2.745
虹吸井底部-2.51.941（夏）
0.643（冬）0.621（夏）
-0.677（冬）
排水工作井底部-4.21.1
位置标高位置标高
虹吸井中间挡墙顶部2.75循环水泵出口管中心线-2.8
循环水至虹吸井排水管中心线0．2凝结水泵进口管中心线-2.69
排水工作井入水口底-2.5凝结水泵基坑-3.6
循环水与凝汽器连接区穿墙进、出管中心线-4.9
凝结水泵进口管管径D1000循环水至虹吸井排水管管径D4000
循环水供水高程图
虹吸井布置图
由循环水基坑内四周墙体有稍高于循环水进、出水管的清晰水痕，凝结水泵外筒体与放置基坑间隙处有积水、凝结水泵区域有稍高于滤网底部放水门的清晰水痕的现象，对两处基坑水质取样，检验结果为海水，根据两处水痕高度、两处基坑体积、停工后台风强降雨，初步判断凝结水泵内部进入海水。
继续分析现场部分设备情况及各处标高，循环水前池钢闸板已放入，海水无法进入循环水进水管道，即使循环水前池钢闸板未放入，循环水泵若不工作则循环水亦无法进入循环水进水管道；对循环水进水管道进行管道防腐层检查时发现管道内部有积水，为循环水基坑返水。
循环水由出水管接至虹吸井、虹吸井至排水工作井进入排水明渠，中间无其他系统接入，虹吸井中间挡墙虽有与虹吸井底部平齐的200*100（宽*高）的冲砂孔，当排水工作井进水闸板关闭严密时排水工作井侧海水无法通过虹吸井中间挡墙进入循环水出水管，而循环水出水管有小量流水循环水基坑，判断为排水工作井进水闸板关闭不严，且潮水水位较低，部分海水由排水工作井渗入虹吸井后由冲砂孔流至循环水出水管进入凝汽器排水基坑。
停工后遇到台风强降雨时潮水急剧上涨，造成排水工作井进水闸板关闭不严下大量海水从虹吸井冲砂孔流至循环水出水管，基建时各处排水设施未完善，路面雨水漫过循环水基坑外墙体墙基，导致循环水基坑大量进水，其高度高过凝结水泵进水管下沿，由未关闭的凝结水进水蝶阀后滤网底部放水门进入凝结水进水管进入凝结水泵。
由于凝汽器排水基坑积水在台风强降雨后用潜水泵迅速排空且后续未再发生台风强降雨，未深层分析积水来源、未对相关阀门进行确认检查，导致未及时发现凝结水泵内进水，带入的淤泥、杂质在各动静间隙沉积造成各动静间隙被淤泥堵塞、严重生锈粘连。
四、故障处理决策与考虑
根据凝结水泵转子定期盘动劣化发展趋势可能对凝结水泵部件造成的损坏、后期安全、经济运行需要的情况及机组基建的现场实际出发，决定对4台凝结水泵进行解体检查，探查凝结水泵内部具体故障情况，做到有针对性的处理所发现的问题并对防腐防锈关键部位进行强化处理。
五、解体发现的问题及故障处理过程
按照顺序对凝结水泵进行解体，首先，在将凝结水泵从基座上吊出后对外筒体内的积水情况进行检查，#2机A、B凝结水泵外筒体有积水，对其取样化验分析确定为海水；外筒体内侧、中间套筒在入水口下方位置有明显的积水造成的锈蚀痕迹。#1机A、B凝结水泵外筒体无积水。
其次，对凝结水泵进行逐级解体，发现#2机A、B凝结水泵压盖、导流壳、轴套、各级叶轮各有不同程度锈蚀，各级密封环、导轴承、止口处有较多淤泥、细小杂质等堆积填充导致动静部件间隙减小或消失、有不同程度锈蚀，在用塞尺测量动静间隙时，各处的锈蚀阻挡、污泥杂质带入而无法取得有效数据、水泵轴弯曲度满足要求。#1机A、B凝结水泵个别部位有锈蚀情况，应为各开口位置没封堵下南风天气时潮湿含盐空气进入导致，测量各处动静间隙、水泵轴弯曲度均满足要求。
根据以上情况分析，#2机凝结水泵内进入的积水未排走，在盘动中对水轴承起一定的润滑作用，但各处均有锈蚀、污泥杂质，从而在盘动中出现卡涩；#1机凝结水泵个别部位有锈蚀，没进入海水带入污泥杂质，但水轴承无润滑，加之水泵只进行初校中心未进行完全校中心，在多次盘动后，水轴承与轴套间抱死导致水泵无法盘动。
再次，由于凝结水泵除第一级双吸叶片由轴套及轴肩定位外，第二、三级叶片均由卡环定位在轴上，整体解体则必须在解体第一级后由上部推力轴承处向下解体，便同时对推力轴承进行解体检查，发现#1、2机A、B凝结水泵推力轴承底板及冷却盘管处均有较多油泥存在、油色变黑、油质较差。
再次，水泵的两根轴采用键、卡套、套筒联轴器连接，套筒联轴器采用热套工艺套在轴上，平常采用的热套工艺有电阻炉、高效红外线卤素灯管、电磁感应、固体燃料加热，热浸加热，氧-乙炔焰加热、喷灯加热、火焰加热炉和盐浴炉等，基于现场施工条件，选用氧-乙炔焰加热对套筒联轴器加热拆解。对相邻部位进行石棉包裹后用两只烤把进行加热、两只红外测温仪测温，用制作专用工具进行敲击的方法拆解。施工过程中4台水泵套筒联轴器拆解难度各不相同，应为安装热套过程中各自加热量与膨胀量不同导致，#1机凝结水泵套筒联轴器拆解过程中边缘加热不均匀、卡套补焊处焊渣存在导致轴与卡套有部分拉伤。
针对解体过程中发现的问题，采取以下处理方式：
1、对各级密封环、导轴承、止口处淤泥、杂质清理、清洗
2、对压盖、导流壳、轴套、各级叶轮、各级密封环、导轴承、止口锈蚀处先打磨除锈，再涂刷防锈油保养
3、对部分表面划痕处进行修复处理
4、对推力轴承内部各处用煤油清洗
5、对外筒体外侧用玻璃纤维布包裹，并涂刷两遍树脂，外筒体内侧打磨除锈
6、对#1、2机循环水至凝汽器进回水段管道、滤网、阀门进行接驳，使该系统封闭
7、将各系统排水门、排空门关闭，使系统封闭
8、循环水至排水明渠相关各门关闭，不致海水倒流
考虑到工程进度情况与维护保养的便捷性，暂时未对#1、2机凝结水泵复装，待满足安装条件后重新安装时，对各处间隙、调整值做全面完整的测量、记录与现有数据进行大概比较后，将其做为凝结水泵的原始数据发作为后期检修的参考。
六、故障发生与处理过程中的问题
本案例从安装、检查、定期维护、解体维修等施工与管理过程中暴露出突出几点问题：
1、安装过程：受限于人员配备数量、安装进度要求、设备到货情况等各方因素，当设备安装进程暂时搁置下，各段工程具体进度统计、各测量数据的收集、整理、归档未进行闭环作业，部分未施工部位未采用有效防范措施造成关联设备故障，数据管理的缺陷造成原始数值的遗失。
2、定期维护过程：由于施工过程不连续，在定期维护过程中未对设备相关系统进行全面检查、隔绝，或对部分系统未进行连接使之形成封闭的系统以与外界有效隔离；部分转动机械未进行完全校中心，多次盘动保养后容易造成转机卡涩。
3、解体过程：施工人员对设备结构的熟知程度不理想、施工方法、工艺有待提高。尤其凝结水泵套筒联轴器拆解过程中原始数据不充分，烤把加热不均匀、设备本身安装时存在小缺陷、施工工具不齐全等造成施工情况复杂化。
4、全过程管理：全过程管理包括从设备设计、安装、调试、设备管理、检修等一系列过程，由于目前该公司组织结构不完善、相应管理责任未明确划分、规章制度不完善、人员不到位等原因，无法做到全过程管理。
七、对设备全过程管理的思考及总结
结合本案例，在施工过程停止后由于各种原因，施工进程、相关数据等均未能及时、完善的统计、整理，导致部分数据遗失，造成对设备状态的监管不到位，部分施工的无据可循，可以判断基建过程的突然中断会导致原本依次进行、依次交接、相对有序的工作进程打乱，以及人员不足、制度不完善等因素的存在，在传送至下一环节过程中会造成相关部分进程、数据遗失，在此过程及后续设备的调试、检修工作开展需要的原始参考资料可能无法找到完整可靠的数据支持。
设备的设计、安装、管理、检修等过程决定设备的有效使用率及设备使用寿命，中间部分资料、数据的缺失将不能正确的反映设备使用过程中各阶段的真正状态变化，从而不能对设备检、维修等情况做出可靠有效的技术规范、要求、指导及对设备做出正确的寿命管理。而通过制定、完善设备档案、专人负责、全面跟踪等全过程管理对各阶段设备状态进行全面整理，使设备状态变化能清晰明确的展现，在设备管理中能做到寻根溯源、一目了然，以决定设备该何时、何种手段进行维修、更换等工作以保证系统的正常、安全、连续、可靠运行。
参考文献：
[1]《凝结水泵安装使用说明书》 沈阳鼓风机集团股份有限公司
[2]《循环水系统设计说明书》 广东省电力设计研究院
[3]《排水工作井安装图》 广东省电力设计研究院
[4]《主凝结水管道安装图》 广东省电力设计研究院
[5]《汽机房附属机械及辅助设备安装图》 广东省电力设计研究院
[6]《虹吸井布置安装图》 广东省电力设计研究院
[7]《循环水泵房布置安装图》 广东省电力设计研究院
[8]《主厂房地下设施》 广东省电力设计研究院
[9]《排水口及排水明渠布置图》 广东省电力设计研究院
[10]《火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则》（DL/T 956-2005）
[11]《金属和合金的腐蚀》 ISO 9224-2012
[12]《设备点检管理手册》 倪瑞龙
[13]《设备点检管理手册》 张孝桐
[14]《规范化的设备点检体系》 李葆文
论文作者:田进
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/22
标签：水泵论文; 联轴器论文; 基坑论文; 设备论文; 凝汽器论文; 工作论文; 间隙论文; 《河南电力》2018年15期论文;