金英杰
(東糖集團(tuán)三聯(lián)熱電有限公司,廣東東莞 523243)
火電廠循環(huán)水系統(tǒng)的主要作用是向凝汽器及機(jī)組其他輔助設(shè)備提供冷卻水。循環(huán)水系統(tǒng)有開式及閉式兩種供水方式,東糖集團(tuán)三聯(lián)熱電有限公司采用開式供水系統(tǒng),循環(huán)水泵直接從水源上游取水,用水后排入下游。循環(huán)水泵做為火電機(jī)組的重要輔助設(shè)備,其安全運(yùn)行對(duì)火電廠的正常運(yùn)行起著重要作用。
2 臺(tái)機(jī)組共有4 臺(tái)1200HLBK-16 型立式斜流泵。技術(shù)參數(shù):額定流量為10 692 m3/h,揚(yáng)程16 m,轉(zhuǎn)速495 r/min,軸功率536 kW,配套電機(jī)功率700 kW。該型泵的結(jié)構(gòu)為主軸帶護(hù)管與抽送介質(zhì)相隔離,以保護(hù)主軸和導(dǎo)軸承不受磨損,從泵出口引水并通過(guò)過(guò)濾和加壓后,作為導(dǎo)軸承的冷卻潤(rùn)滑水;上下主軸共有3 個(gè)導(dǎo)軸承,導(dǎo)軸承的冷卻與潤(rùn)滑,通過(guò)填料箱上開設(shè)的螺孔接水管注入,潤(rùn)滑水經(jīng)各導(dǎo)軸承后,從下導(dǎo)軸承處排入泵內(nèi)。冷卻潤(rùn)滑水量≥0.5 L/s,壓力0.3 MPa,水量由靶式流量控制器控制,流量<1.8 m3/h 時(shí)報(bào)警;泵輸送介質(zhì)為河水,咸淡交替出現(xiàn),最大含砂量(0.12~0.18)kg/m3。
(1)在一次廠用低壓電失電事故中,由于循環(huán)水泵的冷卻潤(rùn)滑水加壓泵跳泵,4 臺(tái)循環(huán)水泵的冷卻潤(rùn)滑水中斷,而循環(huán)水泵使用6 kV 高壓電未失電,因而循環(huán)水泵仍處于運(yùn)行狀態(tài),運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)后立即進(jìn)行停泵操作,但事后試啟動(dòng)3#循環(huán)泵時(shí),電機(jī)過(guò)載保護(hù)跳閘,解體該泵檢查發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軸承、中導(dǎo)軸承熔化已同軸套粘死(圖1)。
(2)按照循環(huán)水泵的使用要求,在介質(zhì)含有泥砂的情況下,每年應(yīng)進(jìn)行一次拆卸檢查維修。在拆卸循環(huán)泵檢查中發(fā)現(xiàn)3 個(gè)軸套、填料軸套磨損較嚴(yán)重,下軸套單邊磨損最大量近2.5 mm(圖2);3 個(gè)導(dǎo)軸承輕微磨損,下導(dǎo)軸承磨損相對(duì)嚴(yán)重些。
圖1 軸承與軸套熔粘
圖2 軸套磨損
3#循環(huán)水泵軸承材料為賽龍(THORDON)XL 系列。賽龍材料是一種高強(qiáng)度和高韌性的人工合成聚合物,具有在拉伸或變形后恢復(fù)至原始形狀及有很高的耐磨損性能,比大多數(shù)其他軸承材料優(yōu)越,如:黃銅,巴氏合金,尼龍,TFE,酚醛樹脂層壓板,鐵梨木,碳精,聚酰胺,高分子聚乙酰等。賽龍應(yīng)用于工業(yè)水泵的軸承,一般有3種:①賽龍XL(黑色),在抗磨損性和摩擦因數(shù)之間達(dá)到一個(gè)較好的平衡;②賽龍SXL(白色),具有優(yōu)越的干運(yùn)轉(zhuǎn)能力,更低的摩擦因數(shù);③賽龍Composite(黑色),專為強(qiáng)磨蝕性環(huán)境設(shè)計(jì)。1200HLBK-16 型立式斜流泵軸承采用水潤(rùn)滑方式,賽龍材料熱傳導(dǎo)性較差,軸承同軸套之間摩擦產(chǎn)生的熱量只有通過(guò)冷卻潤(rùn)滑水帶走。在無(wú)水干運(yùn)轉(zhuǎn)情況下,賽龍運(yùn)行溫度的上限為105 ℃,當(dāng)超過(guò)105 ℃時(shí),軸承表面軟化導(dǎo)致摩擦因數(shù)增大,導(dǎo)致摩擦熱增加,形成惡性循環(huán),直到軸承損毀失效。低壓電失電造成循環(huán)水泵冷卻潤(rùn)滑水加壓泵跳泵,循環(huán)泵失去冷卻潤(rùn)滑水,而此時(shí)由于循環(huán)水泵仍在運(yùn)行,待運(yùn)行人員依次停運(yùn)循環(huán)泵后,循環(huán)水泵已干運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間,3#循環(huán)水泵干運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間相對(duì)最長(zhǎng),最終造成軸承熔化、損毀,同軸套粘連在一起,再次啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過(guò)載跳泵。
循環(huán)水泵使用的冷卻潤(rùn)滑水引自泵的出口,經(jīng)過(guò)濾和加壓后提供給循環(huán)泵做冷卻潤(rùn)滑用,雖經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾,但過(guò)濾精度只有800 μm,加之河水中含砂較多,造成循環(huán)水泵冷卻潤(rùn)滑水帶砂較多。冷卻潤(rùn)滑水中的砂流經(jīng)循環(huán)泵的導(dǎo)軸承、軸套時(shí),增加了導(dǎo)軸承同軸套之間的摩擦,加重了導(dǎo)軸承、軸套的磨損。但導(dǎo)軸承的材料為賽龍,比軸套(1Cr17Ni)更耐磨損。因而每年定期拆卸循環(huán)水泵檢查時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)3 個(gè)軸套磨損相對(duì)嚴(yán)重,3 個(gè)軸承的磨損情況稍好,往往需更換3 個(gè)軸套、填料軸套及間隙不符合要求的軸承。
(1)賽龍XL、賽龍SXL 都具有極強(qiáng)的耐磨損性能,可用水做潤(rùn)滑冷卻劑,但賽龍SXL 具有優(yōu)越的干運(yùn)轉(zhuǎn)能力,在無(wú)水情況下可運(yùn)行超過(guò)1 min,而賽龍XL 在無(wú)水情況下不超過(guò)0.5 min。為避免循環(huán)水泵運(yùn)行中出現(xiàn)短暫中斷冷卻潤(rùn)滑水的情況而損壞軸承,改進(jìn)后的軸承采用賽龍SXL 代替賽龍XL,循環(huán)水泵干運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間延長(zhǎng)1 倍,提高循環(huán)水泵運(yùn)行的安全性。
(2)因取自循環(huán)水泵出口的冷卻潤(rùn)滑水含砂量較多,不利于循環(huán)水泵導(dǎo)軸承、軸套的運(yùn)行。為改善冷卻潤(rùn)滑水水質(zhì),在原有的循環(huán)水泵冷卻潤(rùn)滑水系統(tǒng)增加一路水源,水源取自附近凈化水站處理后的工業(yè)水。循環(huán)水泵的出水經(jīng)豎流式反應(yīng)沉淀器、重力式無(wú)閥濾池處理,濾去水中的懸浮物和其他雜質(zhì),出水濁度≤1 mg/L。經(jīng)過(guò)處理后相對(duì)干凈的工業(yè)水提供給各用水點(diǎn),水壓0.5 MPa。因而可從工業(yè)水母管引一路做為循環(huán)水泵冷卻潤(rùn)滑水。在正常情況下,循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí),投運(yùn)來(lái)自工業(yè)水的水源而停運(yùn)原來(lái)的泵出口水源,可以減少循環(huán)水泵冷卻潤(rùn)滑水中的雜物,減輕軸承同軸套之間的磨損。
改進(jìn)循環(huán)水泵冷卻潤(rùn)滑水水質(zhì)后,在每年一次的定期拆卸檢查中,發(fā)現(xiàn)軸承、軸套的磨損情況有很大改善,磨損相對(duì)最嚴(yán)重的下軸套單側(cè)磨損僅有0.5 mm 左右,延長(zhǎng)了循環(huán)水泵軸承、軸套的更換周期,節(jié)省設(shè)備維修本成。將軸承的材料由賽龍XL改用賽龍SXL,延長(zhǎng)了循環(huán)水泵斷水運(yùn)行時(shí)間,為可能出現(xiàn)的意外斷水情況贏得停泵時(shí)間,避免軸承熔化事故,使循環(huán)水泵的安全得到保障,從而大大提高循環(huán)泵運(yùn)行的可靠性。