1、300MW機(jī)組汽動(dòng)給水泵出力低、平衡水壓力高治理摘要：作為火電廠的重要輔機(jī)，給水泵的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。給水泵平衡 水壓力高會(huì)造成給水泵出力的降低，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；同時(shí)設(shè)備的帶缺陷運(yùn) 行也影響機(jī)組的安全運(yùn)行。通過(guò)對(duì)設(shè)備的檢修，消除設(shè)備缺陷保證機(jī)組的安全、 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。關(guān)鍵詞：給水泵；出力低；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行1系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介黔北電廠4*300MW機(jī)組為單元制機(jī)組，使用的給水泵為西德KSB公司設(shè)計(jì)， 沈陽(yáng)水泵生產(chǎn)的水泵，型號(hào)為CHTC5/6SA-3，參數(shù)如表：表KSB型給水泵參數(shù)每臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)有兩臺(tái)汽動(dòng)給水泵（以下簡(jiǎn)稱汽泵）和一臺(tái)電動(dòng)給水泵（以下 簡(jiǎn)稱電泵），單臺(tái)泵均能帶50%負(fù)荷。正常運(yùn)行中，兩臺(tái)汽泵運(yùn)

2、行，電泵備用。水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一般會(huì)在其轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一種軸向推力，此力的矢量與泵轉(zhuǎn)子的 軸心線重合。對(duì)于大型離心泵，特別是高壓的多級(jí)泵，軸向力可能達(dá)到非常大的 值。一般情況下，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的原因，泵的軸承很難承受這樣大的力，或者 是承受大軸向力的軸承會(huì)產(chǎn)生劇烈磨損等，因此，往往在水泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考 慮對(duì)軸向力進(jìn)行平衡。立式高壓多級(jí)給水泵由于其運(yùn)行參數(shù)非常高，同時(shí)又需要 在多個(gè)工況下運(yùn)行，因此采用簡(jiǎn)單的平衡孔或平衡管結(jié)構(gòu)不足以將作用于轉(zhuǎn)子上 的軸向力減小到所希望的、能滿足正常使用要求的程度，通常都要采用平衡鼓或 平衡盤(pán)等平衡結(jié)構(gòu)來(lái)平衡軸向力。其中平衡盤(pán)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并能完全和自動(dòng)平衡 軸向力而得到廣

3、泛應(yīng)用。黔北電廠CHTC5/6SA3型給水泵為臥式雙殼體多級(jí)離心泵。該泵設(shè)計(jì)有軸 向平衡裝置及推力軸承。平衡裝置由平衡盤(pán)、平衡板、節(jié)流襯套構(gòu)成。水力軸向 推力靠平衡裝置通過(guò)由推力軸承調(diào)節(jié)來(lái)的2個(gè)徑向節(jié)流部和軸向間隙進(jìn)行平衡。 對(duì)于吸入端產(chǎn)生的其余的軸向推力由設(shè)計(jì)具有足夠安全系數(shù)的推力軸承吸收。給 水泵平衡水通過(guò)專用的管線聯(lián)接給水泵入口管路。在給水泵正常運(yùn)行時(shí)，平衡水 壓一般維持在1.2-1.4MPa。2設(shè)備存在的問(wèn)題2015年至2016年黔北電廠4臺(tái)機(jī)組先后進(jìn)行了汽輪機(jī)通流改造。汽輪機(jī)通 流改造后，小汽輪機(jī)供汽壓力有所降低。300MW負(fù)荷時(shí)由改造前的0.74MPa左 右降為改造后的0.63MP

4、a左右。小汽輪機(jī)供汽壓力下降對(duì)汽泵內(nèi)段間泄漏缺陷比 較敏感。泄漏問(wèn)題容易造成汽泵出力低。隨著汽泵的不斷運(yùn)行，2016年1月#3機(jī)B汽泵出現(xiàn)平衡水壓力高的狀況， 平衡水壓力達(dá)1.8MPa。同時(shí)汽泵出力低，維持同樣出口流量、壓力的情況下，B 泵要比A泵轉(zhuǎn)速高100r/min左右。2016年6月#1機(jī)A汽泵也出現(xiàn)平衡水壓力高、泵出力低的狀況，平衡水壓 力達(dá)2.4MPa，轉(zhuǎn)速高80r/min左右。3給水泵平衡裝置原理介紹及平衡水壓力偏高原因分析給水泵在運(yùn)行中，由于作用在葉輪兩側(cè)的壓力不相等，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)指向吸入 端的軸向力F。平衡裝置能平衡約95%的軸向力，剩余軸向力由裝在軸自由端的 推力軸承來(lái)承受。設(shè)

5、泵首級(jí)葉輪入口處流體的壓力為P1;末級(jí)葉輪出口處流體的壓力為P2； 后泵腔的壓力為P3；流體流過(guò)平衡盤(pán)與平衡套的徑向間隙S1時(shí)，經(jīng)節(jié)流壓力降 到P4；流過(guò)平衡盤(pán)與平衡套的軸向可變間隙SE后壓力降到P5；流過(guò)平衡盤(pán)和支 承環(huán)的徑向間隙S2后進(jìn)入平衡盤(pán)后的空腔，壓力降到P6。該空腔通過(guò)平衡管與 泵入口相連，則P6略大于泵入口壓力P1 （即）。由平衡鼓產(chǎn)生的壓力差由AP1=P3-P6，由平衡盤(pán)產(chǎn)生的壓力差P2=PE-P6， 于是整個(gè)平衡裝置的壓力差A(yù)P為：AP=AP1+AP2=P3+PE-（P6+ P6）=P3+PE-P6式中，P6為P6和P6的矢量和；PE為軸向可變間隙SE中壓力，從P4逐漸 減小

6、為P5。在平衡盤(pán)（包括平衡鼓）兩邊的壓差只有AP，故流體對(duì)平衡盤(pán)就有一個(gè)力P， 此力與軸向力方向相反，稱為平衡力，其大小應(yīng)與軸向力相等，即F-P=0，此時(shí) 軸向力才能得到完全平衡。當(dāng)工況改變，軸向力與平衡力不相等時(shí)，轉(zhuǎn)子就會(huì)左右竄動(dòng)。如果軸向力大 于平衡力時(shí)，泵轉(zhuǎn)子向吸入端移動(dòng)，軸向可變間隙SE減小，泄漏量減少，節(jié)流 損失增大，平衡盤(pán)前的壓力（主要指PE）增大，而平衡盤(pán)后空腔的壓力幾乎不變， 故平衡壓差增大，轉(zhuǎn)子開(kāi)始向吐出端移動(dòng)，直至與軸向力平衡為止。反之亦然。由于慣性作用，在軸向力與平衡力相等時(shí)，轉(zhuǎn)子并不會(huì)立刻停止在平衡位置 上，還會(huì)繼續(xù)向左或向右移動(dòng)，并逐漸往復(fù)衰減，直至到平衡位置停止。另

7、外，流體在進(jìn)入葉輪后，流動(dòng)方向由軸向轉(zhuǎn)為徑向，由于流動(dòng)方向的改變， 產(chǎn)生了動(dòng)量的變化，導(dǎo)致流體對(duì)葉輪產(chǎn)生一個(gè)反沖力，該反沖力的方向與軸向力 的方向相反。平衡水壓力升高的原因一般是多方面的。給水泵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，平衡盤(pán) 與平衡套的徑向間隙，1、平衡盤(pán)和支承環(huán)的徑向間隙S2會(huì)有變化，進(jìn)而造成節(jié) 流效果不好，進(jìn)入平衡盤(pán)后腔室內(nèi)的水壓較高；或者平衡套的O型密封圈失效后， 末級(jí)葉輪出口的高壓水長(zhǎng)時(shí)間沖擊平衡套，造成平衡套的相對(duì)位移，進(jìn)而造成平 衡腔室的水壓升高。一旦平衡水壓力較高時(shí)，就會(huì)對(duì)平衡水腔室前后的密封墊、密封面進(jìn)行沖刷。 時(shí)間久了就會(huì)影響給水泵的正常運(yùn)行。4檢查處理情況針對(duì)兩臺(tái)汽泵出現(xiàn)的問(wèn)題，

8、利用機(jī)組停運(yùn)機(jī)會(huì)對(duì)汽泵后蓋位置進(jìn)行解體，發(fā) 現(xiàn)后蓋和泵體結(jié)合面沖刷嚴(yán)重，進(jìn)一步印證了平衡水壓力高是真實(shí)存在的。汽泵 末級(jí)葉輪出口壓力較高的給水泄漏至平衡水腔室，造成平衡水壓力的升高。由于 平衡水和汽泵進(jìn)口相連，汽泵出口高壓給水又流至進(jìn)口位置，造成汽泵出力的降 低。繼續(xù)解體汽泵平衡水裝置，更換密封件，調(diào)整平衡盤(pán)及平衡套的配合間隙。 對(duì)沖刷位置進(jìn)行打磨后補(bǔ)焊，之后再對(duì)結(jié)合面進(jìn)行整體研磨。研磨過(guò)程中要注意 密封墊的配合間隙。研磨完成后裝復(fù)汽泵后蓋。5小結(jié)通過(guò)對(duì)汽泵后蓋位置及平衡水裝置的解體、檢查，重新調(diào)整配合間隙，打磨、 補(bǔ)焊、研磨后蓋沖刷位置，解決了汽泵平衡水壓力高的問(wèn)題，進(jìn)而解決了汽泵出 力相對(duì)較低的狀況。一方面消除了缺陷保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。另一方面維持汽 泵的正常