给水泵出口止回阀故障的事故分析与处理

韩 明 陈 剑

（常州市新港热电有限公司，江苏 常州213033）

1 故障情况

常州某热电公司运行方式：超高压一次中间再热自然循环煤粉炉 NS－360／13.7、背压式汽轮机 B20－12.7／535，正常情况下一台汽动给水泵运行，汽轮机型号为 MC3－4.2／0.18／450，额定转速5 500r／min；一台电动给水泵热备用，电动给水泵型号为DGw440－225，额定电流314A。正常情况下，电动给水泵备用状态：进水门打开，出口再循环门打开，出水门关闭，暖泵系统投入。电动给水泵联锁自启动条件：汽动给水泵ETS保护动作主汽门关闭或给水母管压力低至12.5MPa，同时锅炉汽包液位低至－100mm。电动给水泵在自启后联动开启其出水门。

2012年11月20日，机组在正常运行中，主蒸汽压力13.2MPa，主蒸汽流量286t／h，由于热控人员需要在运行中查看汽动给水泵小机的组态参数，在办理好相关工作手续后，热控人员在小机的PK150控制柜上进行检查，检查中突然引起了汽动给水泵跳闸，在汽动泵跳闸后，电动给水泵联锁保护自启动正常，但启动后其电流异常大幅度晃动，并且给水系统工作不正常，发出喘振的异响，给水母管压力异常偏低，锅炉给水流量显示0t／h，在运行人员关闭汽动给水泵出水门后，电动给水泵运行电流正常，给水压力恢复至17.4MPa的正常值，但此时锅炉汽包水位已低至－250mm，并引起了锅炉低水位MFT动作，机组跳闸。检查电动给水泵运行正常后，锅炉开始点火恢复，机组恢复过程中重新启动汽动给水泵，在汽动给水泵冲转至工作转速后准备切换给水泵，汽动给水泵出口压力17.6MPa，运行人员在打开汽动给水泵出水门后，直接停电动给水泵运行，给水母管压力突降至11.3MPa，且汽动给水泵转速和给水压力大幅度波动，再立即启动电动给水泵，其运行电流也大幅度晃动，给水母管压力仍异常，再次导致了锅炉低水位MFT动作，前置机跳闸，后置机主蒸汽压力低停机。

2 原因分析

由于该企业平时正常情况下汽动泵运行、电动泵备用，汽动给水泵经过长时间运行后存在一定量的磨损，加上产品质量原因，与初期相比，其出力已明显下降，扬程低于电动给水泵较多。在运行中汽动给水泵发生跳闸，电动给水泵自启动后电流及压力异常，初步分析原因为汽动给水泵出口止回阀不严密，导致给水通过汽动给水泵出口管道→泵体→进水管道回流，由于两台给水泵为母管制设计，在回流过程中一部分介质仍进入电泵进口，其余介质通过下水管回到高除。在锅炉点火后的机组恢复过程中，汽动给水泵冲转至5 000r／min，运行人员将给水方式切换到汽动给水泵运行，停电动给水泵作为备用。停电动给水泵时未关闭其出水门，由于电动给水泵出口止回阀卡涩不严密，汽动给水泵出水大部分通过电动给水泵倒流，尽管期间汽动给水泵流量迅速增加，但是大量给水是从电动给水泵逆向流过。而在重新启动电动给水泵后，由于电动给水泵扬程高，加上汽动给水泵出口止回阀不严密，虽然两台泵并列运行，但电泵出水一部分仍通过汽动给水泵回流，使得进入锅炉的给水量很少，致使汽包水位急剧下降，锅炉由于低水位保护动作熄火。

3 处理方案

在机组计划检修时将两台给水泵出口止回阀列入拆检范围，两台给水泵出口止回阀都采用旋启式止回阀，型号为H61Y－320。止回阀解体检查过程中发现阀瓣卡在开启的位置，摇杆定位销断落，摇杆销轴孔磨损变形严重，拆出阀瓣后检查阀瓣背部边缘与阀壳有卡涩现象，阀壳与阀瓣背部边缘均有凹坑，阀座和阀瓣的密封面良好。对逆止阀摇杆轴孔处进行堆焊并打磨，将阀座凹坑处打磨圆润，阀瓣和阀座接触面进行研配，以消除卡涩隐患。做到阀瓣和阀座能自动密封严密，摇杆与阀瓣螺栓径向配合间隙为0.4～0.6mm，轴向配合间隙为0.50mm，阀瓣螺栓与摇杆螺母点焊牢固。堆焊后模拟阀瓣开启至工作位置，检查阀瓣与阀座接触即可，若阀瓣背部与阀座间距过大，说明阀瓣开启角度减少很多，可能影响给水泵出口流量，需减小堆焊高度；如阀瓣与阀座依旧有抵触，需继续堆焊。根据止回阀处理后运行情况来看，给水泵出口流量未受影响，给水系统运行正常。

4 运行措施

（1）给水泵属多级节段式离心泵，倒换启停应严格执行离心泵关出水门的启停方式。在日常操作切换给水泵时，必须先打开再循环门，再关闭给水泵出口隔离门，然后停给水泵，应杜绝不关出水门直接停泵的方式，从而避免出现水锤现象，因为超高压给水会反冲击出口止回阀的阀瓣，阀瓣对阀座又产生极大的冲击力，用不了多少次，止回阀就会发生故障，给安全生产带来极大的隐患。

（2）给水泵出口止回阀出现卡涩、不严密，跟日常操作有很大的关系。给水泵的正确切换操作程序是：检查备用泵的出口再循环门开启、出口隔离门关闭，启动备用泵，检查给水泵运行状况正常，打开备用泵出水门，检查电流、出口压力正常后打开待停泵的出口再循环门，关闭待停泵的出水门，然后再停运此泵。该企业近阶段由于两台给水泵的扬程已不一致，在并列运行时汽动泵所带负荷太少，调门开度与出力不匹配，会发生汽动泵小机调门大幅波动的现象，引起汽动泵转速大幅波动，从而造成给水母管压力波动。为防止对运行中的 锅炉用水造成影响，一段时间来，在日常给水泵切换工作中，多次在停给水泵时，未关闭出口隔离门，直接停给水泵，使得超高压给水反冲击出口止回阀，使阀瓣反复拍打而损坏阀瓣和其他零件。阀瓣在水流冲击下摆动，阀瓣背部边缘与阀座碰撞、摩擦，长时间后磨出凹坑。多次反冲击后，摇杆与阀瓣螺栓轴向配合间隙过大，使阀瓣摆动幅度加大，加剧了阀瓣与阀壳的碰撞，同时对摇杆轴孔磨损很大，从而导致阀瓣与摇杆定位螺母脱落，使止回阀门座脱落。

（3）给水泵在切换操作前应做好事故预想，并尽可能选择在锅炉负荷较低时进行切换操作。切换时需密切监视给水压力、给水流量、给泵电流等相关参数的变化，当备用泵出口压力大于待停泵后，如备用泵和待停泵的流量与主给水流量出现不平衡，主给水流量异常大幅下降，应立即提高待停泵的转速，降低备用泵的转速，恢复原来运行方式，查清原因后再继续操作，或迅速关闭待停泵的出口电动门，停止待停泵。若为由电动给水泵切换为汽动给水泵运行，电动给水泵投联动备用，进行切换时，汽包保持正常水位，均匀提升汽动给水泵转速，使汽动给水泵出口压力与电动给水泵接近且略高于电动给水泵，再开启汽动给水泵出水门，通过用提升汽动给水泵转速的方式来调整两泵流量，使汽动给水泵并入系统带负荷运行，逐步退出电动给水泵。此时，应严密监视电动给水泵出口流量变化，检查确认再循环门开启，关闭出水门，调整运行汽动给水泵转速，观察给水母管压力处于正常值，维持锅炉给水，再停运电动给水泵，给水流量及给水压力无突降现象，电动给水泵无倒转报警信号，就地检查无异常，方可投联动备用。

（4）给水泵出口逆止门不严时，严禁启动给水泵。若在停泵过程中发现其逆止门不严，应立即关闭该泵出水门，退出与邻泵的并列运行，同时采取其他有效措施防止给水泵倒转。给水泵发生倒转的特征量是给水流量，运行给水泵出口流量与主给水流量差值较大，且运行泵电流和出口压力大幅波动，锅炉主给水流量下降较多甚至到0，常常会触发锅炉水位低MFT动作，这种状况应首先考虑备用给水泵倒转，立即关备用给水泵出水门。

5 防范效果

事实证明防范措施是必要和成功的，为防止类似事件发生，该企业在日常工作中利用给水泵停泵检修机会对每台逆止阀都进行了一次全面检查，解体检查出口逆止阀，发现问题及时彻底解决，并将该方法运用到其他水泵出口逆止阀上，提高了设备的安全系数，保证了机组安全、稳定运行。至今该企业再未发生过由于止回阀故障引起的各类事故。

［1］糜若虚，宋元明.大型电动调速给水泵［M］.北京：水利电力出版社，1990.

［2］陈永雄.给水泵倒转的原因分析及处理［J］.广东电力，2012，25（12）.