超临界锅炉炉水循环泵损坏原因探讨

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【摘要】某公司承建的海外EPC项目某项目采用某锅炉厂设计制造的660MW超临界变压运行带内置式再循环泵的直流锅炉，BMCR工况下对应的压力为25.4MPa，汽温为571℃，蒸汽流量为2115t/h，炉水循环泵为德国某公司生产的型号为LUVAK 250-300/1型循环泵，在实际运行过程中出现了多台炉水循环泵损坏超温现象。现对炉水循环泵损坏事故进行详细的分析，为其他项目提供借鉴和预防。

【关键词】炉水循环泵；超温

一、事故过程描述

1.2011年11月26日00：02左右启动#6锅炉炉水循环泵，发现循环泵电机冷却水温度不断上升至55℃，于2011年11月26日00：15：左右停运。随后拆开循环泵滤网，发现滤网有黑色的泥状堵塞物，清理滤网并恢复。2011年11月26日06：15分左右再次启动循环泵，发现循环泵电机电流和冷却水温度上升很快，最高电流49.87A，最高冷却水温度54.10℃，于2011年11月26日06：22停运。随后拆开循环泵滤网，发现滤网内又有黑色的泥状堵塞物，并且电机腔室内也有褐色的泥状物。对电机腔室用除盐水进行水冲洗，又冲洗30分钟后，水色正常；对滤网进行再次清洗，完成后恢复。2011年11月26日17：25左右，启动循环泵，发现循环泵电机电流和冷却水温度波动大，最高电流56.17A，最高冷却水温度55.85℃，于2011年11月26日17：32停运。

2.#7锅炉已经移交业主运行，2011年12月3日13：15分，由于A一次风机油站由远控切换至就地，风机跳闸，业主手动降负荷，由于汽机侧汽泵遥控失灵，导致给水量下降，锅炉侧水冷壁垂直段壁温上升至532℃，MFT动作，于2011年12月3日13：27分机组停运。随后业主对一次风机和汽泵遥控进行处理，处理好后于2011年12月3日13：43分左右启动炉水循环泵，发现循环泵电机冷却水温度不断上升至69℃，于2011年12月3日13：47分左右循环泵跳闸。2011年12月3日14：05分左右再次启动炉水循环泵，发现循环泵电机冷却水温度不断上升至60.18℃，于2011年12月3日14：06左右循环泵停运。随后拆开循环泵滤网，发现滤网有黑色的泥状堵塞物，清理滤网并恢复。2011年12月3日16：40左右，启动循环泵，发现循环泵电机冷却水温度升高，最高冷却水温度60℃，于2011年16：45分左右停运。判断炉水循环泵推力盘出现问题，炉水循环泵不拆解，不使用循环泵锅炉点火机组启动，等配件到场后对炉水循环泵维修处理。

3.2011年12月1日，在炉水循环泵厂代指导下，对#6机组炉水循环泵进行了更换，并调试合格后投用。2011年12月4日，#6机组因锅炉爆管停运，2011年12月6日，清理循环泵滤网，于2011年12月7日，化验电机冷却水（PH值6.6，固体颗粒含量0.25ppm）合格后恢复系统。2011年12月9日1：20左右，启动炉水循环泵，发现电流稳定，温度上升很快，于2011年12月9日1：34分左右停泵，最高温度50℃。判断炉水循环泵推力盘故障，试运指挥部决定不使用循环泵启动锅炉点火机组启动，等配件到场后对炉水循环泵维修处理。

二、事故原因分析

通过与国内某检修公司开展的关于炉水循环泵研讨会，结合该项目炉水循环泵的实际情况，经综合分析，确定该公司的炉水循环泵的设计缺陷为主要原因，具体分以下三方面：

1.电机过滤器设计缺陷

该炉水循环泵电机设有内置式过滤器，缺点为过流面积极小，极易堵塞循环水路，堵塞后造成冷却循环水流量减小，使得电机内部循环水温度过高而引起故障。另外在这些杂物中含有铁质颗粒，一旦进入电机推力轴承及导轴承摩擦副间，将加速轴承的磨损，如果冷却水流量不足造成“干磨”现象，会直接造成轴承损坏。

2.叶轮无水推力平衡孔

该炉水循环泵叶轮无水推力平衡孔，运行时叶轮将给转子轴系一个向上的推力F，见下图。在此推力F的作用下，转子轴系将向上拉动推力盘压紧上止推块运行，因此将加剧推力盘上承磨面及上止推块的磨损。

3.推力轴承循环水流道设计缺陷

电机推力轴承冷却水流道设计偏小，同时在轴向推力F的作用下，转子轴系将向上拉动推力盘压紧上止推块运行，致使滑动轴承表面水流量减少，推力瓦表面水膜形成较困难，推力瓦条件变差，加剧推力盘上承磨面及上止推块的磨损直至损坏。

三、纠正（预防）措施

（一）针对该项目的炉水循环泵的技改措施：

1.增加外置过滤器，加大过滤面积，避免滤网堵塞。

2.在叶轮上钻水推力平衡孔。

3.对推力轴承循环水流道改造。

（二）对公司后续项目的预防措施：

1.在设计阶段审核锅炉厂配套的炉水循环泵，如再选择该公司的炉水循环泵要求采用改进型的循环泵型号，或选择其它公司的优良产品（要求具有成熟的技术和稳定运行的业绩）。

2.严格按照厂家要求安装和调试炉水循环泵。

3.在施工过程中控制好系统清洁度：

a.对所有受热面的封口做好监督检查，及时恢复封口措施脱落的情况。b.受热面的通球应由安排专人管理，对通球用球统一编号，统一发放回收，建立详细的钢球收发记录。c.对地面组合焊接后可进行二次通球的管排要进行二次通球，检验焊口是否有内凸超标现象，发现问题后及时处理并做好检查处理记录。d.对于管排和集箱组合件，在吊装前再次进行吹扫以确保内部清洁无杂物。e.管道焊接过程中严禁施工人员将各种物件放入管道内，如焊丝、焊条、锉刀、磨头等；如磨头等杂物不甚掉入管道，应及时通知处理，不得隐瞒。f.管道对口前检查内部确认清洁无杂物。g.受热面集箱焊口焊接结束前，应在集箱两段合适位置预留一个手孔或2-3个管口，安排专人用内窥镜对集箱内部进行检查确保无杂物。

4.严格控制酸洗和吹管质量，并做好系统割管检查，确保系统内部清洁无杂物。

5.锅炉水冲洗合格后再启动炉水循环泵。

6.每次停炉后对循环泵滤网进行清理。