炉水循环泵运行及故障分析

张磊

(山东中实易通集团有限公司，济南 250000)

炉水循环泵运行及故障分析

张磊

(山东中实易通集团有限公司，济南 250000)

介绍了炉水循环泵在超超临界机组启动初期的作用，分析了不同阶段炉水循环泵的运行方式，并对调试过程中炉水循环泵容易出现的问题提出相应的防范措施，对炉水循环泵在调试及启动初期的安全稳定运行具有一定的参考意义。

锅炉；炉水循环泵；运行维护；启动系统；设备调试

0 引言

近年来，炉水循环泵在电厂启动初期运行中得到了广泛应用，在锅炉冷态及热态冲洗阶段可以节约大量用水，通过强制循环来增强锅炉冲洗效果，缩短启动初期锅炉冲洗时间。在机组启动初期可以提高锅炉热效率，还可作为调节汽温的一种手段。锅炉启动初期运行工况的扰动变化影响着炉水循环泵的安全稳定运行，需要及时发现问题并处理，保证机组的稳定运行。

本文以某电厂660 MW机组锅炉炉水循环泵为研究对象，介绍了炉水循环泵结构及运行方式，对炉水循环泵启动调试及运行中出现的问题进行分析，并提出了处理措施。

1 炉水循环泵简介

某2×660 MW机组锅炉为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛，一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π型半露天布置。启动系统由1台炉水循环泵、2只汽水分离器、1只贮水箱、大气式疏水扩容器、疏水泵等设备组成。无密封垫的湿定子单台炉水循环泵由海伍德泰勒公司提供，型号为HT/13/202476/A，额定功率560 kW，额定电压6 kV，炉水循环泵技术参数见表1。

炉水循环泵由1个单级离心泵和1个湿定子感应电机组成，泵体和电机部分共用1根整体轴，凸出的叶轮安装在泵壳内，泵和电机部分之间有1个热屏蔽装置，用于隔开处于高温炉水中的泵和冷的电机部分，降低两者之间的热传导。炉水泵电机线圈浸入水中，电机运行时，转子带动尾部的推力盘辅助叶轮转动产生内循环动力，使电机腔室内的水通过外置高压冷却器与低压冷却水系统进行热交换。

表1 炉水循环泵技术参数

在电机转子片束的两端各安装1个轴径轴承，用于介质润滑。止推轴承将转子固定在轴向并承受轴向推力。止推轴承箱中配备1个整体式过滤器，用于过滤电机和高压冷却器之间循环回路中的杂质。

2 炉水循环泵运行

炉水循环泵提供了锅炉启动和低负荷时所需的最小流量，在锅炉水循环中，水冷壁出来的工质进入分离器进行水、汽分离，分离出来的水进入下部储水罐，储水罐内的水经启动循环泵升压后进入锅炉给水系统，与锅炉给水混合后再进入炉膛水冷壁。在锅炉启动初期，锅炉水质不合格时，启动过程的疏水经储水罐水位控制阀(361阀)减压后通过大气式疏水扩容器排至机组排水槽，水质合格后经疏水泵回收至凝汽器，锅炉启动系统如图1所示。

锅炉处于湿态运行过程中，储水罐水位由361阀自动控制，通过调节炉水循环泵出口调节阀门可以控制锅炉再循环流量。设计有1路自主给水管道的锅炉过冷水用于对炉水循环泵入口进行降温，保持水的欠焓，防止汽化。

图1 锅炉启动系统

锅炉运行中，若在总给水流量、总燃料量不变的情况下，通过增加再循环流量，减少补水量，可以回收热量，增大蒸发量，从而降低主汽温度。

干湿态转换过程中，储水罐水位逐渐降低，炉水循环泵出力降低，泵出口调阀逐渐关小，在锅炉转入干态运行后，炉水循环泵停止运行，投入暖管管路对炉水循环泵入口管道及361阀进行暖管暖阀，暖管水排至过热器一级减温水，炉水循环泵处于热备用状态。

3 炉水循环泵故障分析及处理

3.1炉水循环泵电机反转

炉水循环泵在试转前，首先测量电机绝缘电阻，电阻值应不低于200 MΩ。按照操作规程，首次启动仅给泵电机通电5 s，以便检查电机转向以及将滞留在系统中的气泡排出，通过炉水循环泵出入口压差可判断其电机转向是否正确。

该厂炉水循环泵在首次启动过程中，出入口差压为0.54 MPa，运行电流为54.13 A，差压约为设计正常运行差压的50%，由此可判断泵电机反转。在检查电机接线相序并调整后，重新启动炉水循环泵，泵出入口差压为1.38 MPa，运行电流50.45 A，炉水循环泵运行稳定。

3.2炉水循环泵电机腔室温度异常升高

在炉水循环泵运行期间，电机腔室温度长期在55 ℃左右，最高超过65 ℃，触发“泵电机腔室温度65 ℃”的跳闸保护。在停炉对炉水循环泵的检查中发现，电机底部的细网过滤器堵塞严重，阻碍了电机腔室与外置冷却器之间工质的循环流动，减弱了电机的冷却效果，同时对湿式电机和润滑轴承造成损伤[1]。判断污染物来源有2个途径。

(1)启动前的电机腔室注水管路。炉水循环泵腔室注水前必须对注水管路、冷却水系统进行水冲洗，直至水质符合要求，注水时水温控制在4～50 ℃之间，打开炉水循环泵进水和排出管线中的清洗阀和放空阀，控制注水以约2 L/min的流量向泵电机腔室注水以防止流量过大产生气泡，直到从泵壳上排气管中流出的水取样化验符合水质要求[2]。正常运行时需注意电机腔室温度，以免温度过高损坏电机。锅炉停炉后要经常对滤网及电机腔室进行清洗，保证冷却回路通畅。

(2)锅炉自身冲洗。新建锅炉启动调试初期，锅炉内部受热面较脏，特别是酸洗结束后锅炉杂质多，积聚在储水罐及下降管中的杂质在锅炉启动炉水循环泵进行循环冲洗时进入炉水泵入口，部分杂质沿热屏蔽装置内轴径轴承与轴的间隙进入电机腔室内，随工质循环附着在底部滤网[3]。因此，新建锅炉在启动前需要进行长时间的冷态开式冲洗以改善锅炉水质，同时经常打开泵入口的排污管对泵入口进行冲洗排污以减少炉水对电机腔室的污染，在锅炉停炉后可经常对电机腔室放水冲洗[4]。

分析污染原因后，对过滤器滤网进行清理并对注水管路及电机腔室进行冲洗，再次注水后启动炉水循环泵，电机腔室温度可稳定在40 ℃之下。

3.3炉水循环泵差压及电流异常

在机组降压吹管期间，前期循环冲洗及升温升压过程中炉水循环泵运行正常，炉水循环泵运行电流44.00～51.00 A，出入口差压1.21～1.38 MPa。随着锅炉的升温升压，就地检查发现炉水循环泵进出口连接管道出现震动，吹管过程中炉水循环泵出入口差压为1.09 MPa，较正常运行的1.21 MPa低，运行电流39.00 A，较正常电流略低。15 min后，炉水循环泵出入口差压突降至0.59 MPa，电流突降至25.82 A，此后差压继续降低至低于0.20 MPa，持续30 s后触发“炉水循环泵出入口差压低”保护跳闸。对炉水循环泵本体进行检查并未发现异常。在重新启动稳定运行一段时间后，炉水循环泵出入口差压再次发生突降，差压降至0.13 MPa，运行电流16.50 A，炉水循环泵再次保护跳闸，炉水循环泵运行工况见表2。

对几次跳闸前后炉水循环泵的运行工况参数进行分析比较，发现首次跳闸时储水罐出口温度为251 ℃时，炉水循环泵入口水温为250 ℃，几乎不存在温差。再次跳闸时，储水罐出口温度为287 ℃时，炉水泵入口水温为284 ℃，温差仅为3 ℃。初步分析炉水循环泵入口过冷水流量小，对泵入口的工质冷却效果不佳，混合器温度过高导致炉水循环泵入口发生汽蚀。同时因为采用降压吹管，需要在8 MPa左右迅速开启临吹门泄压，临吹门开启过程中分离器压力迅速降低，炉水循环泵入口压力波动剧烈，压头降低，容易导致汽蚀。

表2 炉水泵运行各工况参数

在检查泵入口混合器时发现过冷水管道中的逆止门方向安装错误，没有过冷水对炉水循环泵入口炉水进行降温，导致高负荷下泵入口因水温过高，欠焓太小而发生汽蚀现象。在停运消缺重新启动后，炉水泵连接管道震动明显降低，泵入口温度与储水罐出口相比降低20 ℃左右，在吹管及以后正常启动中均可正常运行。

在运行中，为避免出现汽蚀发生，要保持储水罐正常水位，提高泵入口炉水压力；此外，可通过降低入口给水温度提高给水欠焓，满足泵安全运行必须汽蚀余量的要求[5]。

4 结束语

炉水循环泵在机组调试及运行过程中需要注意：(1)在炉水循环泵安装后的冲洗阶段，必须保证主水管路及冷却管路冲洗后的水质符合要求，建议在锅炉整体冲洗阶段待炉水水质改善后再启动炉水循环泵进行循环冲洗，同时加强泵的排污；(2)泵安装调试过程中注意电机相序问题，防止泵反转运行；(3)运行过程中应注意泵进出口差压及运行电流的变化情况，特别注意在炉水循环泵入口压力快速下降工况时泵可能出现的汽蚀问题，可通过冷却水降低泵入口水温及保证储水罐水位来确保必需汽蚀余量。

[1]张天舒,张向群,鞠天柱,等.机组炉水循环泵故障原因分析及对策[J].东北电力技术，2013(10):47-49.

[2]黄桂兰.炉水循环泵在超临界火力发电机组中的应用[J].能源研究与管理，2012(3):66-73.

[3]杨宏民,段景卫，李新国.LUV型炉水循环泵常见故障分析及处理[J].电站系统工程，2011(4):23-25.

[4]李培华,戴云鹤,曹利,等.炉水循环泵电机腔室温升异常的原因分析及对策[J].电力科学与工程，2010(6):55-58.

[5]刘刚,周忠涛,刘海明,等.1 000 MW超超临界机组炉水循环泵汽蚀原因分析及解决措施[J].湖北电力，2013(3):53-55.

(本文责编：齐琳)

2017-04-17；

：2017-05-17

TM 621.2

：B

：1674-1951(2017)06-0061-03

张磊(1989—)，男，山东莱芜人，工程师，从事火电机组工程锅炉调试方面的工作(E-mail:iseasons@sina.com)。