300MW机组汽动给水泵推力瓦烧损原因分析及处理

谷忠念

摘 要：对亚临界机组汽动给水泵CHTC5/6型的#1机B汽动给水泵推力瓦非工作瓦块烧损事故进行分析并提出相应处理及预防措施。并利用机组检修的机会对其进行了针对性处理，这对同类型给水泵汽轮机组推力轴承安全运行具有相同的参考价值。

关键词：汽动给水泵；工作瓦；平衡装置；

某电厂300MW汽轮发电机组给水系统配备3台给水泵，型号均为CHTC5/6，额定流量为给水系统50%的给水容量，其中2 台汽动给水泵作为运行主泵，1 台电动给水泵泵作为启停及备用。汽动给水泵是机组的重要辅助设备之一，其经济性和可靠性直接影响机组的性能，及时排除汽动给水泵故障对保证机组的稳定运行是非常重要的。对亚临界机组汽动给水泵推力轴承烧损的问题，从汽动给水泵的联轴器配合、推力轴承润滑、平衡鼓间隙、润滑油油质、推力轴承间隙等几个角度进行了分析，得出推力轴承烧损的主要原因是联轴器配合过紧，并利用机组检修的机会对其进行了针對性处理，收到了很好的效果，改进后经5个月考验，汽动给水泵稳定运行，未再发生推力轴承烧损事件。

2017年发生了#2机A汽动给水泵推力瓦工作面瓦块烧损现象。情况如下：

#2机A汽动给水泵停运对汽泵平衡装置检查和机封座子补焊。平衡装置检查和机封座子补焊工作结束，A汽动给水泵正常投入试运约1个半小时后出现自由端轴承温度高现象，轴承温度从70℃直接升至121℃，确认推力瓦已烧毁。

汽机检修人员判断事故原因为推力间隙调整不当。随即开展新一轮检修，本次检修重点为推力间隙调整。通过调整，所有间隙，包括总窜动，工作窜动以及推力间隙都处于合格范围。A汽泵检修工作全部结束开始试运，但投运约一小时后自由端推力轴承温度瞬间上升到110℃，运行人员随即停运A汽泵。解体后发现推力盘与工作推力瓦互磨现象再次发生，且这次磨损情况要比第一次更加严重。

一、多级离心泵平衡装置工作原理

CHTC5/6型给水泵平衡装置主要有平衡板、平衡盘、节流套以及平衡水管组成。平衡装置的作用就是平衡轴向推力，防止泵出现动静摩擦。CHTC5/6型给水泵为多级离心泵，工作时，由于给泵的出口和入口之间压差很大，这样就会产生一个由出口侧（高压侧）沿轴向向入口侧（低压侧）的轴向推力，在该轴向推力的作用下，使给泵的转子产生轴向位移，方向也是由出口侧向入口侧移动，为平衡给泵在工作时产生的轴向推力，控制轴向位移在给泵的动、静间隙安全范围内，所以在给泵的高压侧末级叶轮后装有平衡盘装置，引用高压侧出水的压力来顶住装在给泵转子上平衡盘，进而平衡给泵工作时产生的轴向推力，控制轴向位移。高压水最后通过平衡管，回到给泵的入口。

二、零部件损坏及修复情况

1、零部件损坏情况

#2机A汽动给水泵解体检查发现工作推力瓦于推力盘发生互磨，导致工作推力瓦全部损毁，推力盘上也出现深浅不一的磨痕。

2、原因分析及排查

引起汽动给水泵推力瓦烧毁的原因很多，针对各种原因分析如下：

2.1 推力间隙过小或不合格

汽动给水泵推力间隙过小会导致汽动给水泵汽动给水泵运行时推力盘和推力瓦靠死，相互摩擦，导致推力瓦烧毁。查阅检修记录，推力间隙为0.65mm，符合技术标准。可以排除此原因。

2.2 平衡装置

2.2.1 平衡装置主要有平衡板、平衡盘、节流套以及平衡水管组成。平衡装置的作用就是平衡轴向推力，防止泵出现动静摩擦。泵正常运行时的轴向推力设计上是由平衡盘与推力轴承共同承担，平衡盘承受95%，推力轴承承担5%。平衡力由平衡盘与平衡板及节流套的径向间隙S1、S2 及轴向间隙SE来保证（见图3）。S1 与S2间隙保持不变，当工况变化时通过间隙SE的自动调整使平衡盘前后压强差相应产生变化来平衡变化的轴向推力。现场检查平衡装置间隙S1、S2、SE分别为0.45mm、0.45mm、0.35mm，各技术数据符合技术标准。可以排除此原因。

2.2.2 平衡盘与主轴密封失效或平很盘与壳体密封失效。通常为了保证高压水能完全通过平衡盘与平衡板之间的截流间隙进入平衡水室，平衡盘与主轴之间以及平很盘与壳体会设置橡胶密封件。但是一旦密封件老化泄漏，就会导致部分高压水未经减压直接流入平衡水室，导致平衡装置失效。现场检查该密封圈完好，可以排除此原因。

2.3 后盖密封垫失效

平衡水室是由平衡装置，给水泵后盖及密封水盖组成。其中给水泵后盖与泵的腔室相连接，之间采用金属缠绕垫密封。一旦密封失效。高压水也将会直接进入平衡水室，导致平衡装置失效。现场检查后盖密封面出现明显由水流冲刷导致的不规则凹陷，约占密封面宽度的三分之一，金属缠绕垫完好无损，可以起到密封作用，因此排除此原因。

2.4 联轴器

小汽轮机与泵两转轴力矩的传递通过齿轮联轴器，其要和不良也会导致轴窜动导致推力瓦温度升高。拆开泵组联轴器检查了两转子中心情况，圆周偏差和张口偏差都在范围内（小于0.05mm），齿轮齿和情况良好。但在对联轴器装复的过程中发现随着联轴器螺栓的紧固，汽动给水泵转子缓慢的向驱动端移动，当联轴器螺栓紧固完毕后，我们对汽泵推力间隙进行测量，测量结果为0mm，工作瓦和推力盘直接接触。这就是导致推力瓦烧毁的直接原因。

三、确定要因

通过针对性的对给水泵解体检查，发现了导致A汽动给水泵推力瓦烧毁的主要原因。检查联轴器装复的过程中发现随着联轴器螺栓的紧固，汽动给水泵转子缓慢的向驱动端移动，当联轴器螺栓紧固完毕后，我们对汽泵推力间隙进行测量，测量结果为0mm，工作瓦和推力盘直接接触。当汽动给水泵启动后，由于给泵的出口和入口之间压差很大，这样就会产生一个由出口侧（高压侧）沿轴向向入口侧（低压侧）的轴向推力，在该轴向推力的作用下，使给泵的转子产生轴向位移，方向也是由出口侧向入口侧移动，所以汽泵转子向驱动端移动，导致工作瓦和推力盘相互摩擦，使得工作推力瓦烧毁。

四、对策及效果

1、通过查阅图纸及水泵说明书，技术人员集体商议，决定将汽动给水泵联轴器向驱动端移动5mm，调整后小汽轮机与泵通过齿轮联轴器连接后，汽泵和小汽轮机的推力间隙都不会改变；经过以上方案实施后汽动给水泵运转正常，彻底解决了工作瓦烧毁的问题；在对其他三台给水泵的检修过程中发现了类似情况，并进行了处理，避免了事故的发生。

2、检修后我们将该检查项目写进了检修规程，确保每次检修后回装时都要对汽泵推力间隙进行复查，以免类似事故发生。

五、结束语

对#2机A汽动给水泵进行上述彻底处理后，进过几个月的运行考验，在额定工况下推力瓦温在60℃以下，在最大工况下运行，推力瓦温也没有超过70℃，说明处理方案正确有效，为类似问题的处理提供了经验。