高華峰

摘 要：沙特阿美石油公司在吉贊經(jīng)濟(jì)城新建的一個(gè)世界級(jí)規(guī)模的煉化能力為40萬(wàn)桶/天的煉油廠，其配套的整體氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項(xiàng)目由中國(guó)電建集團(tuán)旗下山東電建和電建核電共同執(zhí)行其中的電力包，給整個(gè)煉化項(xiàng)目供電供汽并將多余電力上網(wǎng)外供。本文對(duì)其電站包鍋爐給水泵的效率及動(dòng)靜間隙研討過(guò)程進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：鍋爐給水泵;平衡盤(pán)間隙;水泵效率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.004

0 前言

此項(xiàng)目發(fā)電包共包括了5套二拖一的燃?xì)?燃油聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，總發(fā)電量3850MW，同時(shí)給其他包供應(yīng)蒸汽。主機(jī)及其附屬系統(tǒng)為西門子供貨，鍋爐給水泵是由荷蘭泵廠福斯供貨。共20臺(tái)電動(dòng)鍋爐給水泵，電機(jī)頻率60Hz，泵額定轉(zhuǎn)速3582RPM，泵名牌功率4150KW，泵額定狀態(tài)效率（水泵出廠試驗(yàn)時(shí)候冷效率）要求最低80.6%。

1 對(duì)此泵間隙和效率進(jìn)行研討的背景原因

此泵供貨方荷蘭福斯一直以來(lái)是世界知名水泵制造商，對(duì)此類大型多級(jí)離心泵的生產(chǎn)制造是阿美短名單里為數(shù)不多的世界知名廠商之一。福斯在項(xiàng)目投標(biāo)時(shí)對(duì)其水泵效率等性能指標(biāo)的質(zhì)保也是提出了很高的標(biāo)準(zhǔn)，甚至于福斯向承包商和業(yè)主承諾可以在適當(dāng)?shù)陀诤贤瑯?biāo)準(zhǔn)要求的平衡盤(pán)間隙情況下，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的其他各項(xiàng)性能指標(biāo)。承包商和業(yè)主帶條件接受了廠家的正式變更，后續(xù)依據(jù)獲批的圖紙和技術(shù)資料生產(chǎn)，出廠試驗(yàn)驗(yàn)收的時(shí)候泵各項(xiàng)性能參數(shù)確實(shí)滿足合同、標(biāo)準(zhǔn)要求。但在任意拆檢一臺(tái)檢查動(dòng)靜部分接觸、摩擦情況時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子平衡盤(pán)部位有少量輕微的劃痕，最深的劃痕深度為0.081毫米，最長(zhǎng)的劃痕為15毫米。工廠福斯澄清按照工廠標(biāo)準(zhǔn)文件是可接受的，但是承包商和業(yè)主不能接受動(dòng)靜部分之間有接觸、摩擦，而且泵平衡盤(pán)處間隙小于標(biāo)準(zhǔn)API中規(guī)定的最小間隙0.021英寸。泵被承包商和業(yè)主拒收。

2 研討、改造

承包商中國(guó)電建集團(tuán)山東電力建設(shè)有限公司吉贊項(xiàng)目部牽頭業(yè)主和工廠對(duì)此進(jìn)行研討，進(jìn)而改造，以獲得業(yè)主的最終接受。API 610中對(duì)泵平衡盤(pán)間隙要求是最低0.021英寸（0.53毫米），廠家福斯最初設(shè)計(jì)最小處為0.016英寸（0.41毫米）。對(duì)于平衡盤(pán)間隙違反標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)主、承包商下發(fā)的NCR不符合項(xiàng)供貨商給出的答復(fù)是保證最后交付滿足實(shí)際使用并符合各項(xiàng)檢查指標(biāo)的水泵，并且延長(zhǎng)質(zhì)保。業(yè)主、承包商帶意見(jiàn)接受，其意見(jiàn)就是泵出廠試驗(yàn)后需拆檢至少一臺(tái)檢查軸承及平衡盤(pán)處動(dòng)靜間隙，保證沒(méi)有任何接觸、摩擦。經(jīng)試轉(zhuǎn)后拆檢檢查0.016英寸的間隙業(yè)主阿美并不要求必須擴(kuò)大，業(yè)主所要求的兩點(diǎn)一是必須滿足效率值，二是不能有動(dòng)靜接觸摩擦。如果僅僅是擴(kuò)大平衡盤(pán)間隙達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求且無(wú)動(dòng)靜間接觸、摩擦，則泵效率會(huì)相應(yīng)降低，以至于低于合同保證的最低值82.4%（折算后的熱效率保證值），如此一來(lái)承包商、工廠將面臨業(yè)主的高額罰款。

承包商牽頭業(yè)主和供貨商多次討論，供貨商對(duì)平衡盤(pán)間隙在0.016英寸和0.021英寸之間多次取值，經(jīng)過(guò)反復(fù)的改造、試驗(yàn)，都無(wú)法同時(shí)兼顧滿足間隙和效率的要求。最后工廠提出一種非傳統(tǒng)的新方案（見(jiàn)圖1）。

平衡盤(pán)的表面不采用直線而是通過(guò)三道間隔線，將平衡盤(pán)表面在軸向上隔離出A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，在各個(gè)區(qū)域分別采取不同間隙，易于接觸摩擦的部位采取較大間隙，其他區(qū)域在滿足無(wú)摩擦的前提下盡量采用較小的間隙。四個(gè)區(qū)域的間隙維持在0.016英寸到0.021英寸之間。其原理和迷宮式密封相似，既保證了動(dòng)靜間必要的間隙，又能限流以保證效率值。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

經(jīng)以上所述方案對(duì)平衡盤(pán)套進(jìn)行相關(guān)改造復(fù)裝后進(jìn)行額定轉(zhuǎn)速機(jī)械測(cè)試，時(shí)間為1小時(shí)，記錄各項(xiàng)參數(shù)。試驗(yàn)完成后拆開(kāi)檢查平衡盤(pán)位置相關(guān)動(dòng)靜部件接觸、摩擦情況，未發(fā)現(xiàn)任何擦痕（每次試驗(yàn)前都是更換新的平衡盤(pán)套，以方便清晰的檢查每次試轉(zhuǎn)后的接觸摩擦情況）。而且效率不但滿足合同要求82.4%的熱效率，還有超出，后期20臺(tái)全部試驗(yàn)完成平均達(dá)到約83.8%的熱效率。經(jīng)過(guò)此方案的改造和試驗(yàn)驗(yàn)證，既保證了效率又滿足動(dòng)靜無(wú)任何接觸摩擦，因0.016-0.021英寸的間隙仍然小于API 610中規(guī)定的最小值（0.021英寸），廠家額外延長(zhǎng)了幾年的質(zhì)保最終獲得了承包商也業(yè)主的認(rèn)可。

4 結(jié)語(yǔ)

沙特阿美石油公司以高標(biāo)準(zhǔn)著稱，其阿美標(biāo)準(zhǔn)是在美標(biāo)、歐標(biāo)的基礎(chǔ)上再增加了一些額外要求;此項(xiàng)目實(shí)際上為發(fā)電項(xiàng)目，確完全執(zhí)行的石化標(biāo)準(zhǔn)，更大大增加了執(zhí)行難度。荷蘭福斯本身是世界上類似大型水泵的一流制造企業(yè)，為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中中標(biāo)自行提出了超高標(biāo)準(zhǔn)有所鋌而走險(xiǎn)。

僅此一個(gè)標(biāo)段給水泵有20臺(tái)，合同總額約一個(gè)億人民幣，若以此前低效率依照合同規(guī)定罰款15%，會(huì)是很大一筆費(fèi)用。經(jīng)各方努力最終保證了給水泵各項(xiàng)性能參數(shù)達(dá)標(biāo)，滿足了業(yè)主要求。不但為相關(guān)泵制造廠挽回大部分經(jīng)濟(jì)損失，很好的維持了在承包商和業(yè)主方面的信譽(yù)，也同時(shí)為工程單位處理類似事件積累了寶貴協(xié)調(diào)管理經(jīng)驗(yàn)，并且對(duì)此類大型多級(jí)水泵在效率和間隙的取舍研究上已趨于極致，極具參考借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]ANSI/API STANDARD 610 ELEVENTH EDITION， SEPTEMBER 2010; ISO 13709：2009 （API標(biāo)準(zhǔn)2010版—簽署項(xiàng)目承包合同時(shí)所用版本）.

[2]沙特阿美石油公司.JIGCC 電站工藝流程要求.No.：A10-A-DOC-VE-726429_001.

[3]PERFORMANCE TEST PROCEDURE， REVISION.F，NOV 21 2016（水泵試驗(yàn)程序，F(xiàn)版）.