N300MW机组凝结水升压泵存在的问题分析和改造

罗伟忠

摘 要：本文针对NS300/200型凝结水升压泵存在问题，进行原因分析，确定技术改造方案并实施改造，取得了较好的效果，具有一定的借鉴价值。

关键词：NS300/200型凝结水升压泵；存在问题；原因分析；改造方案

中图分类号：TM621 文献标志码：A

0 概述

广东粤华发电有限责任公司二期装有两台N300MW汽轮发电机组，每台机组各配置有两台NS300/200型凝结水升压泵组，该泵组是火电厂中的重要辅机设备，用于将经除盐装置化学处理后的凝结水升压输送至除氧器，汽轮发电机组正常运行情况下一台泵组运行、一台泵组备用。凝结水升压泵为单级双吸两端支承水平中开卧式涡壳离心泵，泵两端支承轴承为滑动轴承，自由端设置一对向心推力球轴承以承受转子残余轴向力，推力轴承室为外挂式，轴承润滑形式为稀油自带油环飞溅润滑，两端轴封采用单端面单弹簧式机械密封，电机与泵采用弹性柱销式靠背轮联接，如图1所示。

其技术规范如下：

额定流量：794m3/h；扬程：204m水柱；额定转速：2980 r/min；轴功率：550 kW；泵效率：80﹪。配用电机型号：JK630-2型；电机功率：630kW；额定电压：6000V。

1 存在的问题及原因分析

广东粤华发电有限责任公司#5、#6机组的4台NS300/200型凝结水升压泵自投运以来缺陷故障多，主要存在以下一些问题：

泵組启动后电机基座振动大。经现场分析这主要是由于电机安装时原配的基座较单薄，加上电机自身重量重（440kg）和运转转速高（2980 r/min），基座易产生变形、共振和由于地基下沉所引起的，造成了电机振动值长期偏大超标（轴承水平及垂直振动值均>0.06mm），电机轴承易损坏，以及由于电机基座变形严重，给泵组检修时校正中心工作带来了很大的困难。

水泵两端机械密封经常出现泄漏。对解体水泵进行分析后发现造成机械密封漏水的原因主要是动、静环密封面损坏、弹簧断裂或是由于动环卡涩所引起的。该泵两端机械密封为2GY-100型单端面单弹簧式，动环、弹簧和弹簧座随泵转子一起旋转，由于单弹簧机械密封面本身具有轴径大、受压力不均的先天结构性缺陷，且由于弹簧和弹簧座在随泵转子高速转动过程中会产生变形，易造成弹簧断裂、密封面磨损和动环卡涩，从而造成机械密封大量泄漏。

水泵两端支承轴承经常出现振动大、乌金磨损、烧瓦等问题。经分析这主要是由于泵转子靠背轮尺寸过大，使泵转子驱动侧重量过重，造成转子不平稳，轴瓦负载重以及轴承油室设计不合理，储油量小、油温不易控制和润滑不良所造成的。

泵轴易出现划伤、磨损、弯曲损坏等问题。这主要是由于该泵轴瓦与油挡设置为一体，且油挡材料为钢质、硬度较高，当轴瓦乌金稍有磨损，泵轴即下沉与油挡碰磨，造成泵轴划伤、磨损、严重时弯曲损坏。

水泵两侧轴承室经常出现漏油的缺陷，轴承室需经常进行补油，并且漏油也严重污染了周围的环境。经分析这主要是由于泵两侧轴承室轴封依然采用易磨损、密封性差的羊毛毡密封，同时泵组靠背轮旋转时由于鼓风原理会在驱动侧轴端产生负压易将该侧轴承体内的油吸出，以及推力轴承室采用外挂型式，与支承轴承室的连接面也易出现漏油的情况。

以上缺陷和问题的出现，严重降低了水泵运行的可靠性，影响了汽轮发电机组的安全稳定运行，同时由于需要经常进行检修和更换备件，极大增加了检修维护费用和工作量，因此迫切需要进行改造。

2 技术改造方案

我们根据以上的原因分析，经过收资和调研，确定了以下技术改造方案：

（1）设计制作高强度整体焊接式电机基座进行整体更换，并将原基座混凝土基础重新进行灌浆加固，以提高电机基座的强度，减少产生振动的因素。

（2）进行水泵机械密封改型，改为单端面多弹簧集装式机械密封，提高轴封的密封性能，而且方便检修和安装，密封冲洗液由泵盖上的冲洗孔自循环冲洗机械密封，并在冲洗水管路上加装磁性过滤器，以提高冲洗水的洁净度，提高机械密封的使用寿命。

（3）泵和电机靠背轮改用小直径靠背轮，直径由330mm改为260mm，重量由62kg减为40kg，同时靠背轮改用全封闭式护罩，消除转子传动侧偏重以及靠背轮带风量大、扰动大的问题，同时还可减少鼓风损失，提高效率。

（4）进行水泵两端轴承、轴承室整体改造：

①两端选用新型支承滑动轴承，轴瓦长度由原来70mm增加到90mm，增加轴瓦承力面积，增强其承载能力，并采用双甩油环向轴瓦供油，提高润滑效果，减少轴瓦磨损；支承轴承与油挡分开设置，分为两个完全独立的零件，油挡采用青铜材料，避免轴瓦磨损后油挡将轴颈划伤以及磨损情况的发生。

②两端采用新型轴承体，自由端支承轴承室与推力轴承室设计为一体，两侧轴承室轴封采用密封性能好、调节方便、青铜质的迷宫式油封，彻底消除轴承室漏油的缺陷，而且新型轴承体油室比原来加大，储油量由原来的0.28L加大到0.35L。

③取消轴承体与泵体间的定位止口，增加轴承体定位调整螺钉，方便检修时调整转子与静子的同心度。

3 实施与结论

我们按照以上确定的技术改造方案，于2012年5月、2013年1月分别对广东粤华发电有限责任公司#5、#6机A、B凝结水升压泵实施了改造，改造后泵组运行情况良好，各项指标均达到了优良，运行可靠性大为提高，极大减轻了检修维护工作量，降低了维护费用，充分说明了以上的技术改造方案的可行性，具有一定的借鉴作用，可推广至其他同类型机组。

参考文献

[1]机械工程手册编辑委员会.机械工程手册第5卷机械设计（二）[M].北京：机械工业出版社，1982.

[2]马平.沈阳水泵厂.NS300/200凝结水升压泵安装使用说明书[S].

[3]黄文泉.广东粤华发电有限责任公司.N300MW汽轮机组检修工艺规程[S].