主頁 > 軸承知識

汽動給水泵密封軸套磨損故障診斷及改進措施

2019-01-18

謝金土

（神華國華太倉發(fā)電有限公司）

　　摘　要：介紹了神華國華太倉發(fā)電有限公司8B汽動給水泵#3瓦軸振增大跳閘的情況，分析了密封軸套磨損是導致#3瓦軸振突然增大發(fā)散而跳閘的根本原因，提出了改進檢修工藝和優(yōu)化濾網(wǎng)結構措施，有效保障了給水泵長周期安全穩(wěn)定運行。

　　關鍵詞：汽動給水泵；密封軸套；磨損；故障診斷；改進措施

　　0　引言

　　神華國華太倉發(fā)電有限公司600MW超臨界機組汽動給水泵芯包是Sulzer技術生產(chǎn)的水平、多級、筒式殼體、并具有整抽式芯包設計的離心泵。汽動給水泵的軸端采用螺旋密封結構，螺旋槽作用是當軸轉(zhuǎn)動時將泄漏水泵送至泵內(nèi)的泵送作用，以阻止泵內(nèi)液體的外泄。為保證運行中給水泵迷宮密封不會產(chǎn)生卡澀，在靠近泵組的密封水管路中安裝有過濾精度80目的濾網(wǎng)裝置，而且這種濾網(wǎng)裝置應經(jīng)常維持在潔凈狀態(tài)。機組投產(chǎn)以來多次發(fā)生密封軸套不同程度的磨損卡澀問題，嚴重影響給水泵的安全穩(wěn)定運行。經(jīng)過對密封水軸封濾網(wǎng)結構進行研究分析，發(fā)現(xiàn)由于檢修工藝不良導致濾網(wǎng)骨架與濾筒之間存在較大的軸向間隙，造成水中的雜質(zhì)沒有被有效過濾而進入給水泵密封系統(tǒng)，從而導致密封軸套、平衡鼓經(jīng)常性發(fā)生磨損事故，所以必須改進檢修工藝和優(yōu)化濾網(wǎng)結構才能滿足設備安全、穩(wěn)定運行的要求。

　　1　事件經(jīng)過

　　2010年06月12日03時48分，8號鍋爐末級再熱器受熱面泄漏搶修完畢后進行鍋爐點火沖轉(zhuǎn)。06月11日22時37分，8B汽動給水泵開始沖轉(zhuǎn)，12時55分，將8A汽動給水泵并入系統(tǒng)運行。06月13日16時20分24秒，在機組升負荷過程中，8B汽動給水泵#3瓦X/Y向軸振從66.5/58.6um開始緩慢爬升，此時轉(zhuǎn)速為5409rpm，機組負荷為561MW，16時38分20秒，#3瓦X/Y向軸振爬升到80.5/70um，此時轉(zhuǎn)速為5646rpm，機組負荷為598MW，保持機組負荷穩(wěn)定，#3瓦X/Y向軸振開始出現(xiàn)下降，16時38分22秒，#3瓦X/Y向軸振下降至73.7/65.4um，16時38分24秒，#3瓦X/Y向軸振突然增大，Z大值達到144/131.9um，持續(xù)約3秒，軸振保護動作跳泵。在#3軸振突然增大過程中，#4瓦X/Y向軸振也從27/26um突然增大至66.6/58.3um。在此過程中，#3、4瓦烏金溫度正常，#1、2瓦軸振和烏金溫度正常，推力瓦烏金溫度和軸向位移正常，密封水壓力正常，軸封壓力、溫度正常，潤滑油溫度正常。

　　2　故障診斷分析

　　2.1汽動給水泵跳閘原因分析

　　從振動分析系統(tǒng)采集的#3瓦軸振頻譜數(shù)據(jù)曲線分析，在振動爬升過程中，振動以基頻（1X）分量為主，緩慢增大，且振動有輕微連續(xù)的波動，其它非一倍頻分量非常小。在振動突然增大時，基頻（1X）略有升高，但主要是非基頻（1X）分量顯著增大，導致振動大保護動作跳泵。根據(jù)振動頻譜特征，診斷為#3瓦附近的部件存在輕微局部徑向動靜摩擦所致。2010年06月29日，對故障給水泵芯包進行解體大修，發(fā)現(xiàn)傳動端密封軸套與密封襯套外側表面出現(xiàn)較深的徑向磨損，軸套磨損深度約0.30mm，自由端密封軸套與密封襯套內(nèi)側表面出現(xiàn)輕微的徑向磨損，磨損深度約0.05mm，平衡鼓與平衡鼓襯套局部有輕微的磨損，磨損深度約0.05mm。因此，芯包內(nèi)部件密封軸套、平衡鼓存在徑向動靜摩擦，特別是傳動端密封軸套與密封襯套外側表面出現(xiàn)較深的徑向摩擦磨損是導致#3瓦軸振突然增大發(fā)散跳泵原因。

　　2.2密封軸套磨損原因分析

　　2.2.18號機組于2010年04月20日轉(zhuǎn)入B修，對凝結水系統(tǒng)、中低壓給水系統(tǒng)、給水泵密封水系統(tǒng)進行解體檢修，檢修過程中遺留雜質(zhì)，而且系統(tǒng)和設備調(diào)試時沒有進行有效沖洗，致使雜質(zhì)進入給水泵芯包內(nèi)部，導致內(nèi)部件密封軸套、平衡鼓發(fā)生徑向磨損，而傳動端密封水位于管道的末端，比較容易積存雜質(zhì)，從而造成傳動端密封軸套與密封襯套外側表面出現(xiàn)較深的徑向磨損。

　　2.2.2檢修工藝不良，給水泵密封水軸封濾網(wǎng)在次檢修時沒有對濾網(wǎng)蓋和濾網(wǎng)骨架內(nèi)外原裝密封墊厚度分別進行測量記錄，更換新密封墊片時隨意改變內(nèi)外密封墊的厚度差，致使濾網(wǎng)骨架與濾筒存在較大的軸向裝配間隙（達到5.7mm），導致水中的雜質(zhì)沒有被有效過濾而進入密封水系統(tǒng)中，從而造成芯包內(nèi)部件密封軸套、平衡鼓發(fā)生徑向磨損。

　　3　改進措施

　　3.1密封水軸封濾網(wǎng)結構特點分析

　　密封水軸封濾網(wǎng)由濾筒、濾網(wǎng)骨架、濾網(wǎng)蓋、入口接管、出口接管、排污管等部件組成，內(nèi)裝高強磁棒吸附金屬雜質(zhì)，濾網(wǎng)布采用普通的不銹鋼網(wǎng)絲布，過濾精度為80目，濾網(wǎng)骨架與濾網(wǎng)蓋軸向之間設置一個密封墊片，厚度為1mm，設計材質(zhì)為橡膠石棉墊片，濾網(wǎng)蓋法蘭密封墊片厚度為1mm，設計材質(zhì)為橡膠石棉墊片，內(nèi)外墊片厚度差設計為零，以保證裝配后濾網(wǎng)骨架與濾筒軸向的嚴密性，確保所有介質(zhì)均通過濾網(wǎng)布進行有效過濾。

　　3.2采取的措施

　　3.2.1改進濾網(wǎng)檢修工藝，檢修時必須對濾網(wǎng)蓋和濾網(wǎng)骨架內(nèi)外密封墊厚度分別進行測量記錄，更換新密封墊片時不能隨意改變內(nèi)外密封墊的厚度差，應根據(jù)選用密封墊片的材質(zhì)和壓縮率來確定內(nèi)外密封墊片的厚度，確保裝配后內(nèi)外墊片的壓縮率在Z佳范圍內(nèi)，保證密封嚴密性。由于原設計密封墊片材質(zhì)為橡膠石棉墊，運行中容易發(fā)生脆化導致密封失效而泄漏，故需要優(yōu)化選用較好的密封墊材質(zhì)。根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度，外密封墊片選用增強石墨墊片，內(nèi)密封墊片選用聚四氟乙烯墊片。而增強石墨墊片的Z佳壓縮率一般為20％-30％，聚四氟乙烯墊片的Z佳壓縮率一般為10％-15％，根據(jù)此選用原則，增強石墨墊片厚度若選用4.0mm，聚四氟乙烯墊片厚度則應選用3.5mm。

　　3.2.2普通的80目不銹鋼網(wǎng)絲布鋼絲直徑為0.10mm，強度較低，在前后壓差作用力下極容發(fā)生破裂，導致雜質(zhì)進入密封水系統(tǒng)中。因此，對濾網(wǎng)布進行改進，由原來單層網(wǎng)布改為雙層布，內(nèi)層網(wǎng)布鋼絲直徑保持不變（0.1mm），外層網(wǎng)布將鋼絲直徑增大至0.5mm，以提高濾網(wǎng)布抗變形損壞的能力，防止運行中網(wǎng)布發(fā)生開裂缺陷。

　　3.3檢修注意事項

　　3.3.1加強檢修回裝階段質(zhì)量管控，徹底清洗各部件，減少系統(tǒng)和設備雜質(zhì)遺留。

　　3.3.2嚴格按照改進措施要求選用密封墊片的材質(zhì)和厚度，并依據(jù)文件包檢修工藝進行標準化作業(yè)，防止再次發(fā)生因密封墊片選用不當造成濾網(wǎng)失效。

　　4　結論

　　8號機組給水泵密封水軸封濾網(wǎng)經(jīng)過上述改進措施處理后，兩臺汽動給水泵運行至今正常，再未出現(xiàn)因密封水軸封濾網(wǎng)失效導致密封軸套磨損和汽動給水泵跳閘的事件發(fā)生，改進檢修工藝和優(yōu)化濾網(wǎng)結構有力保障了設備長周期安全運行，此改進措施的實施為以后設備故障診斷處理積累了經(jīng)驗。

來源：《硅谷》

（圖文無關）