72LKXA-26.5型循环水泵推力瓦温高原因分析及对策

国家电投集团江西电力工程有限公司贵溪分公司 吴 欢

72LKXA-26.5型循环水泵推力瓦温高原因分析及对策

国家电投集团江西电力工程有限公司贵溪分公司 吴 欢

大型轴流式循环水泵的特点为低转速、大流量、低扬程，推力瓦温高是该类水泵常见故障之一，水泵运行时如果推力瓦温得不到控制，很有可能出现烧瓦的设备事故，本文通过收集故障数据，全方位分析推力瓦温高的原因，制定、实施解决方案，根据现场实际情况进行方案优选，验证实施效果。

循环水泵；推力轴瓦；传热恶化

1 引言

我厂二期为2×300MW机组，循环水冷却方式为闭式循环，共4台72LKXA-26.5型循环水泵，2014年7月开始，4台循环水泵陆续出现推力瓦温高的故障，其中A泵推力瓦温最高达到79.6℃，严重影响机组安全运行，本文主要针对我厂二期循环水泵电机推力瓦运行温度过高进行多方面分析，找出存在的问题，提出相应解决方案，以及如何利用有限的资源优选方案进行实施，并取得较好的效果。

2 概况

2.1 设备简介

72LKXA-26.5型泵为立式、单级单吸、转子可抽出式斜流泵，流量5.1m3/S，扬程26.5m，转速495r/min，轴功率1519.5KW，最大轴向推力为55T，输送截止为清水，轴承冷却水由工业水和泵出口循环水提供，轴承润滑水量为2m3/H，轴承润滑水、冷却水压为0.35MPa。

2.2 故障情况及数据收集

2016年入夏以来，我厂4台循环水泵推力瓦温持续升高，其中A循泵瓦温最高达到79.6℃，通过查看历史温度曲线得出，推力瓦温度为持续缓慢升高，对比历史正常运行瓦温与故障瓦温见表1。

表1 推力瓦温度和导瓦温度以及油温对比

故障时观察冷油器进口冷却水压力为0.3MPa，压力偏低。测得机架水平振动为0.04mm，上部轴承箱水平振动为0.06mm，水泵流量、电机电流等数据均正常，可基本排除联轴器中心偏差引起瓦温高，以及吸入口滤网堵塞引起的瓦温高。

3 原因分析

该泵的电机上轴承主要由推力瓦、推力头、导瓦、冷油器等零件组成，推力瓦承受整各轴系的重量和轴向推力。各推力瓦块必须均匀的承受负载和轴向推力，轴瓦运行时产生的热量必须及时被冷却水带走，进而分析得出推力瓦温高的原因有一下几方面：a）各推力瓦块受力不均匀，水平偏差大于0.02mm，个别瓦块受力较大，瓦面磨损造成轴瓦温度升高。b）推力头镜面光洁度低，变形或有波浪、弧度，破坏推力头与推力瓦面油膜的建立。c）冷却器结构导致换热效果差，冷却水压力、流量不足，冷却器内漏导致润滑油乳化等，进而影响推力瓦温度。

3.1 推力瓦润滑效果差

3.1.1 推力瓦与推力头接触受力情况

解体电机上部轴承室，6块推力瓦块均有轻微磨檫痕迹，进油楔角较小，且有少量乌金。使用平板检查推力瓦水平偏差，均在0.02mm以内，属于合格范围。推力头镜面光洁度较好，未发现明显变形、波浪、弧度等，结合瓦块接触情况，判断推力头无需做进一步处理。

3.1.2 推力瓦油膜建立情况

考虑到润滑油油中带水、颗粒物超标等均会影响油膜的建立。通过对润滑油进行取样化验，油脂各项指标均符合要求，结合推力瓦检查情况，判断推力瓦油膜正常建立。

3.2 冷却器冷却效果差

3.2.1 冷却水压力、流量情况

检查冷却水进口压力为0.3MPa，低于标准要求压力0.05MPa(标准0.35MPa)，进一步检查冷却水进口手动门，确认进口手动门未全开，开启手动门将压力调整至0.35MPa-0.38MPa，使其符合标准要求。

3.2.2 水质差影响冷却器换热效果

冷却器工作一定小时后，内壁表面产生的污垢会使传热热阻增加，从而导致换热效率降低，表面结垢无形中增加了管壁的厚度，而水垢的热导率很小，仅为金属的几百分之一到几千分之一，大大增加了传热热阻，降低了换热效率。结垢严重时还会将冷却管堵塞，减小水流通截面积，增大水流阻力。

由于循环水泵冷却水水源为工业水及循泵出口引出水，水质较差，容易引起铜管结垢，且冷却水进、出口管为镀锌管，长时间运行后镀锌管容易生锈、结垢堵塞管路。拆卸检查铜管，管口结垢严重，清理时也有大量污水流出。

根据传热计算公式：Q=FkΔt

式中：Q为换热量；F为换热面积；k为换热系数；Δt为对数平均温差

由传热学公式可知，当换热面积不变的情况下，换热器表面结垢相当于改变了管壁材质使换热系数k减小，降低了换热量Q。结合推力瓦温度上升曲线为长时间缓慢上升，判断冷却器铜管结垢为推力瓦温升高的主要原因。

4 提出解决方案及方案优选

4.1 修刮推力瓦

通过清理、修刮推力瓦进油楔角，提高推力瓦进油量，增加润滑油带走的热量，以降低推力瓦温度。该方案可行性高，通过与相关技术人员讨论，决定优先实施该方案。

4.2 更换冷却器

通过与使用同类型号循泵电厂技术人员沟通，该厂也出现过冷却器换热效果差的情况，但是将鳍片式冷却器更换成螺旋式冷却器后提高了冷却效果，螺旋式冷却器由于将鳍片改成缠绕的铜丝，不但减小了润换油流动的助力，而且不容易在边角结构。但更换该冷却器定制周期厂，无法及时解决推力瓦温高的问题，所以对该方案进行了搁置。

4.3 更换冷却水源

由于冷油器使用的冷却水水源为工业水及循泵出口引出水，水质较差，长时间运行容易导致铜管结垢，影响冷却器换热效果。所以更换较为洁净（闭式水）的水源，降低铜管结垢，也能有效提高换热效果。通过与发电生技人员讨论，更换水源需增加约600米管道，且管路铺设难度大、成本高。所以直接放弃了该方案。

4.4 设计制作在线清洗装置

我厂循环水泵电机冷油器每年定期高压水枪清洗1-2次，每次清洗需揭电机轴瓦油箱盖后放空油箱润滑油吊出冷却器进行冲洗，检修周期较长，工作量大。但是清洗效果不明显。根本原因在于高压清洗机出口水压（0.4MPa）在经过冷油器盘管时，盘管的局部阻力和盘管内壁结垢产生的沿程阻力基本将水压抵消。为了提高冲洗效果，决定使用氮气与清水交替冲洗及混合冲洗，通过加装压力表，控制气压，防止设备损坏。同时为了减轻冷油器清洗的工作量，测量、加工与冷油器进口管相应的接头，可无需拆卸冷油器进行冲洗，如图1所示。

图1 在线冲洗装置简图

5 实施效果

5.1 修刮推力瓦方案实施效果

解体修刮推力瓦进油楔角后，试运循环水泵2小时，推力瓦温下降至76.8℃，相对于修前的79.6℃下降了2.8℃。虽有一定的效果，但推力瓦温度仍不符合要求。

5.2 自制在线清洗装置实施效果

利用氮气和高压清洗机对冷油器水侧进行交替冲洗及混合冲洗（图2）后，温度下降至67.5℃。相较于冲洗前的76.8℃下降了9.3℃，清洗效果明显，同时，油温也下降至44℃。

自制在线清洗装置优点在于：a)降低劳动强度，无需拆卸冷油器即可进行清洗。b)降低安全风险，无需起重配合，降低起重作业风险，无需长时间高处作业，降低高处作业风险。c)节约检修时间，一次清洗正在2小时内结束，可在设备停运后随时处理。

图2 在线冲洗

6 结论及持续改进

循环水泵冷油器结垢是影响推力瓦温度重要因数之一，使用常规的高压水枪冲洗由于管道阻力的作用达不到冲洗效果，使用氮气、高压水枪交替冲洗、混合冲洗使铜管内壁的污垢容易剥离，有效的减小水在管道内的阻力。为了进一步提高冲洗效果，考虑在清洗水内加入溶解水垢的药品。当然，为了防止设备腐蚀损坏，加入何种药品需要咨询专业人员后才能谨慎实施。

由于冷油器结垢导致轴瓦温度高的问题较为普遍，对于冷油器冲洗的方法及工艺，希望能通过本文与大家相互交流、学习。

[1]贵溪2★300MW机组培训资料之五十一《循环水泵安装使用说明书》.

吴欢（1984—），男，江西贵溪人，大学本科，助理工程师，水泵技师，从事电厂检修管理。