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9LDTN-7型凝结水泵轴系故障分析及处理

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/23 19:26:03   

湛江发电厂II期工程装有2台东方汽轮机厂生产的N300-16.7/537/537-3机组(编号为3号和4号),每台机组配备2台凝结水泵(简称凝泵),型号为9LDTN-7型,流量为1000m3/h,扬程为240m,轴功率为917kW,额定电流118.8A,转速为1480r/min,由沈阳水泵厂制造。3,4号机组分别于1996,2000年正式投入使用。但在此后不长的时间里,2台机组的凝泵先后出现了比较严重的轴系故障,而且故障类型十分相似,不但造成设备损坏,而且由于在处理过程中因系统的特殊性而被迫停运机组,造成了一定的经济损失。1故障情况(1)1999年9月13日16:30,3号机组负荷为250MW,凝汽器水位为790mm,B凝泵运行,A凝泵备用。此时B凝泵电流突然产生较大波动(75~117A),且出口压力由2.9MPa降至1.3MPa,流量为672t/h,值班员因此将其切至A凝泵运行,将B凝泵停运。后为查找B凝泵故障而重新启动该泵,启动5min后,B凝泵突然发生剧烈振动,值班员立即在现场按事故按钮紧急停泵。  经解体检查发现:第7级叶轮筒体与变径管联接的法兰(活动法兰)有8根螺栓断裂,变径管上法兰有9根螺栓断裂,第7级叶轮筒体与变径管连接处的法兰已经严重开裂,第一级叶轮与筒体产生严重的磨擦损坏,水泵的下端主轴已经整条断裂,断裂位置在连接两条轴的轴套口处,也就是在联轴键槽的边缘。整台凝泵已严重损坏无法使用。(2)2001年1月30日19:30,4号机组负荷300MW,凝汽器水位720mm,A凝泵运行,B凝泵备用,此时A凝泵电流突然由72A降至61A,除氧器水位不能维持,值班员降负荷至270MW,除氧器水位恢复正常。2月1日11:50,A凝泵电流摆动大,由76A至58A左右摆动,而且与流量出现不对应现象,就地泵体无明显异常声音。正当值班员查找故障时,A凝泵发出持续数秒的嗡嗡声,电流突然上升至134A,值班员立即在现场按事故按钮紧急停泵。  经解体检查发现其故障情况与3号机B凝泵的故障十分相似,其第7级叶轮筒体与变径管联接的法兰16条紧固螺 栓已脱落10条,底部下轴承压盖脱落,损坏了下轴承支座。泵体内导轴承磨损比较严重,首级叶轮被掉下的螺栓刮出一宽20mm,深15mm的环形伤痕。2故障原因分析及对策  由于在投产不长的时间内2台机组出现如此相似的故障,而在已经投产较长时间的I期1号与2号机组尚未出现此类型故障,因此故障的发生并非偶然,究其原因与系统的改变及设备的制造安装有直接关系。2.1轴系长度增加  II期机组的凝结水系统由于增加了凝结水的化学精处理装置,使整个系统的流程及工况相对I期机组产生变化,因此II期的凝泵采用了9LDTN-7型,而非I期的9LDTN-6型。增加了一级叶轮,轴系长度有较大增加,轴系的挠性增大,产生的摆动增大,由此可解释为什么II期机组在投产运行较短时间内均出现此类故障,而在投产较长时间的I期机组尚未发生。2.2活动法兰设计不合理  凝泵活动法兰采用2Cr13的M20螺栓在两台泵的故障中都发生了严重的断裂现象,而其他比该处承受更大重量的地方并未出现此类现象。经分析认为活动法兰的设计存在不合理是故障的根源,由于运行中泵的 振动,使活动法兰自动调整而造成螺栓部分受力,部分松动,整台水泵的重量由部分螺栓承受,因为强度不够,受力最大的螺栓因极度疲劳而首先断裂。随着运行时间加长,这种现象不断恶化,螺栓产生断裂的数量不断增加,大轴的挠度增大,泵的摆动加剧,造成作用于活动法兰处的应力进一步加大,如此形成恶性循环,动静部件产生严重的磨擦,最终导致严重损坏。2.3处理对策  经过分析与研究,认为活动法兰的设计目的是为了减轻装配难度,在装配时只需将管部件和变径管的中心对称而不必考虑联接螺栓的角度。如果把接管改为固定型式则可消除法兰左右自动调整的可能,从而亦 不会出现部分螺栓受力以致拉断的现象。经改进后的凝泵至今运行正常,达到了预期效果。3凝泵故障处理过程值得注意的问题  凝泵的吸入口真空度极高,而且泵的进口水管与凝汽器直接相连,在泵的进、出口水管均设有空气管与真空系统相接,以保证管内空气及时排走。当其中一台凝泵发生故障而必须进行解体检修时,往往会对凝汽器真空造成很大影响,同时会破坏另一台正在运行的凝泵的吸入口真空,导致水泵无法正常工作,从而严重威胁机组安全运行,甚至可能造成事故发生。在处理3号机B凝泵时,当检修人员准备将 水泵泵体抽出时,由于凝泵进口截止阀的严密性不好,大量空气从该处进入凝汽器及A凝泵入口,造成机组真空大幅下降,A凝泵无法正常吸入水,除氧器水位快速下降,最后被迫申请停机处理;同样的情况也出现在4号机A凝泵的故障处理时,给企业造成一定的经济损失。因此,必须改善凝泵进口截止阀的气密性,确保邻泵检修时稳定运行。

来源:中国电站集控运行技术网
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