王強(qiáng)

(山西昱光發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 朔州 036900)

1 問(wèn)題的提出

山西昱光發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱昱光發(fā)電公司)鍋爐給水前置泵為某水泵廠生產(chǎn)的YNKn300/200-20Y/J型前置泵，該泵為單級(jí)雙吸臥式蝸殼泵。該泵設(shè)計(jì)體積流量為585.23 t/h，揚(yáng)程為45 m，轉(zhuǎn)速為1 485 r/min。配套驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為某電動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)的110 kW電動(dòng)機(jī)，額定電流為200 A，該泵投運(yùn)后，電動(dòng)機(jī)電流隨著運(yùn)行時(shí)間增加逐步增大，投運(yùn)3個(gè)月后，電動(dòng)機(jī)電流過(guò)載嚴(yán)重，已無(wú)法正常投入運(yùn)行。

2 前置泵運(yùn)行工況分析

通過(guò)分散控制系統(tǒng)(DCS)選取了該泵在相同輸出流量下的機(jī)組負(fù)荷、除氧器壓力、前置泵出水流量、前置泵出口壓力、電動(dòng)機(jī)電流5組數(shù)據(jù)。從DCS歷史數(shù)據(jù)分析比較中發(fā)現(xiàn)，機(jī)組投產(chǎn)初期(5月20日)，機(jī)組在負(fù)荷234.24 MW時(shí)，該泵出水體積流量為400.00 t/h，出水壓力為1.30 MPa時(shí)，電動(dòng)機(jī)電流為174.85 A，滿足設(shè)計(jì)要求。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，在相同流量下，壓頭不斷降低，但電動(dòng)機(jī)電流卻不斷增大。運(yùn)行近3個(gè)月后，該泵出水流量在399.36 t/h時(shí)，出口壓力降至1.10 MPa時(shí)，電動(dòng)機(jī)電流增加至209.00 A，已超過(guò)電動(dòng)機(jī)額定電流5%。前置泵在相同輸出流量下運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)照見表1。

表1 前置泵運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)照表

3 電動(dòng)機(jī)過(guò)載原因分析

筆者通過(guò)綜合分析認(rèn)為，電動(dòng)機(jī)過(guò)載可能由以下幾個(gè)方面的原因引起。

(1)鍋爐給水流量過(guò)大，超過(guò)前置泵額定流量。將運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)過(guò)載工況下前置泵的實(shí)際輸出流量對(duì)照前置泵特性曲線進(jìn)行了分析，運(yùn)行過(guò)程中的最大輸出流量沒有超過(guò)前置泵設(shè)計(jì)工況范圍，但輸出流量和出口壓力明顯偏離前置泵特性曲線。由表1可以看出，在相同的輸出流量下，電動(dòng)機(jī)的電流隨運(yùn)行時(shí)間的增加有明顯增大的趨勢(shì)，說(shuō)明給水系統(tǒng)流量變化不是引起前置泵流量過(guò)大的原因。

(2)前置泵泵體密封口環(huán)與葉輪密封環(huán)間隙過(guò)大。當(dāng)水泵運(yùn)行時(shí)，工質(zhì)由出口通過(guò)泵體密封環(huán)和葉輪密封環(huán)回流至水泵葉輪入口，因泄漏量過(guò)大，在水泵出力超過(guò)額定流量時(shí)，電動(dòng)機(jī)的工作電流超過(guò)額定值引起電動(dòng)機(jī)過(guò)載。對(duì)2臺(tái)前置泵泵體密封口環(huán)與葉輪密封環(huán)間隙進(jìn)行了檢查測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該處配合間隙在合格范圍內(nèi)，故此，筆者認(rèn)為密封環(huán)間隙過(guò)大也不是引起電動(dòng)機(jī)過(guò)載的原因，測(cè)量數(shù)據(jù)見表2。在水泵檢查中，也排除了動(dòng)靜部位摩擦而引起電動(dòng)機(jī)過(guò)載的因素。

表2 前置泵葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)間隙 mm

(3)內(nèi)側(cè)吸入口端蓋與泵殼配合間隙過(guò)大。在水泵運(yùn)行時(shí)，工質(zhì)由出口通過(guò)內(nèi)側(cè)吸入口端蓋與泵殼之間間隙回流至水泵葉輪入口，因泄漏量過(guò)大，水泵出力超過(guò)額定流量，引起電動(dòng)機(jī)過(guò)載。對(duì)該水泵進(jìn)行解體檢查發(fā)現(xiàn)，該處有嚴(yán)重的沖刷痕跡，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量配合間隙已嚴(yán)重超標(biāo)，配合間隙具體數(shù)據(jù)見表3。由此可確定電動(dòng)機(jī)過(guò)載的主要原因是由內(nèi)側(cè)吸入口端蓋與泵殼配合間隙過(guò)大所致。

表3 內(nèi)側(cè)吸入口端蓋與泵殼配合間隙 mm

4 改造方案及效果

(1)因設(shè)備故障時(shí)還在保質(zhì)期內(nèi)，廠家同意重新加工已沖蝕損壞的泵殼和內(nèi)側(cè)吸入口端蓋，材料由原來(lái)的ZG203-405變?yōu)?Cr13，提高材料的抗沖蝕性能和抗腐蝕性能，加工時(shí)配合部位表面粗糙度不低于1.6 μm，配合間隙按0.02～0.04 mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(2)考慮到水泵泵殼和內(nèi)側(cè)吸入口端蓋制造周期較長(zhǎng)，為確保設(shè)備盡快投入運(yùn)行，改造方案定為暫時(shí)先對(duì)沖蝕損壞部位進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)，材料采用高鉻合金鋼焊絲，補(bǔ)焊后進(jìn)行機(jī)加工，將密封面間隙加工調(diào)整至0.02～0.04 mm，新設(shè)備到廠后再進(jìn)行更換。

(3)新部件到廠后，對(duì)該水泵新加工的殼體和內(nèi)側(cè)吸入口端蓋配合數(shù)據(jù)進(jìn)行了測(cè)量，配合部位間隙符合設(shè)計(jì)要求。吸入口端蓋與泵殼配合間隙見表4。

表4 吸入口端蓋與泵殼配合間隙 mm

(4)該泵更換為新加工的水泵殼體和內(nèi)側(cè)吸入口端蓋，經(jīng)近半年的運(yùn)行觀察后，運(yùn)行參數(shù)全部滿足設(shè)計(jì)要求。改造后設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)見表5。

表5 改造后設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)

5 結(jié)束語(yǔ)

從以上分析可以看出，該泵制造時(shí)機(jī)加工精度較差，內(nèi)側(cè)吸入口端蓋與泵體密封面配合間隙過(guò)大；另一方面是該泵的設(shè)計(jì)材質(zhì)選用較低，抗沖蝕性能較差。在長(zhǎng)時(shí)間泄漏水的沖蝕下，泄漏量越來(lái)越大，最終導(dǎo)致水泵出力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，引起電動(dòng)機(jī)過(guò)載。該泵改造后，經(jīng)近1年的運(yùn)行觀察，各種參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，電動(dòng)機(jī)未再出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊詩(shī)成，王喜魁.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：中國(guó)電力出版社，1990.