混流泵典型异常实例分析

2025-02-17王乃新

科技资讯 2025年1期

摘""要"混流泵作为一种工业设备，特点是流量大，扬程小，广泛应用于火力发电厂、城市给排水、工业循环水等领域的流体输送设备，其运行的稳定性和安全性对于保障企业生产具有重要作用。在电厂循环水系统使用过程中，混流泵往往会出现各种异常现象，影响其正常运行。通过分析国家电投集团协鑫滨海发电有限公司2×1000MW超超临界燃煤机组配套混流泵特点及主要典型故障，确定最佳运行、检修和长周期运行方案，为其他同类型水泵积累一点经验，具有一定借鉴作用。

关键词"循环水泵"雨水泵"压力"调试

Analysis"of"Typical"Abnormal"Cases"in"Mixed"Flow"Pumps

WANG""Naixin

Production"Monitoring"and"Dispatching"Training"Center"of"SPIC"Jiangsu"Electric"Power"Co.，"Ltd.，""Nanjing，"Jiangsu"Province，"210003"China

Abstract："As"an"industrial"equipment，"mixed"flow"pump"is"characterized"by"large"flow"rate"and"small"head，"and"is"widely"used"in"fluid"conveying"equipment"in"fields"such"as"thermal"power"plants，"urban"water"supply"and"drainage，"and"industrial"circulating"water."The"stability"and"safety"of"its"operation"plays"an"important"role"in"ensuring"enterprise"production."During"the"use"of"the"circulating"water"system"in"power"plants，"various"abnormal"phenomena"often"occur"in"the"mixed"flow"pump，"which"affects"its"normal"operation."By"analyzing"the"characteristics"and"main"typical"faults"of"the"mixed"flow"pump"supporting"the"2"×"1000MW"ultra"supercritical"coal-fired"unit"of"SPIC"Xinxin"Binhai"Power"Generation"Co.，"Ltd.，"it"determines"the"optimal"operation，"maintenance，"and"long-term"operation"plan，"which"accumulates"some"experience"for"other"similar"water"pumps"and"has"a"certain"reference"value.

Key"Words："Water"circulating"pump;"Rainwater"pump;"Pressure;"Debugging

国家电投集团协鑫滨海发电有限公司（以下简称滨海电厂）为2×1"000"MW超超临界燃煤机组，由华东电力设计院设计。其循环水系统采用扩大单元制海水直流供水系统，取排水明渠干渠按"8"台机组配置，取水口在厂址南侧的输煤码头的主港池，排水口在厂区的东北角。

随着大流量混流泵技术的不断优化，我国不仅在其设计和制造技术方面取得了显著进步，还在其水力性能优化、结构参数调整等方面进行了深入研究。目前，国内已拥有一系列自主知识产权的混流泵产品，并在实际应用中取得了良好效果。在电厂实际运行中，需要对混流泵的运行状态进行实时监测，收集并分析运行数据。通过数据分析，可以评估混流泵的运行效率、稳定性和可靠性，及时发现并解决潜在问题。通过研究循环水泵配置，分析雨水泵运行异常情况，发现影响雨水泵运行故障，提出雨水泵导轴承、循泵出口一次阀和排污阀改造，可以确保泵在最佳工况下运行，提高泵的工作效率和可靠性。

1"滨海电厂混流泵配置情况概述

1.1循环水泵配置情况

滨海电厂每台1"000"MW机组配置3台循环水泵，本工程2台机组共设6台循环水泵。型式：单级立式导叶混流泵；型号：96LKXA-16.9；支撑形式：单基础支撑；布置方式：立式并列布置。水泵性能参数：每台1"000"MW机组配3台循环水泵。循环水泵并联运行时，每台泵运行工况点（夏季工况）：Q=10.6"m3/s，H=16.9mH2O，η≥88.7%；单台水泵运行时，运行工况点（冬季工况）："Q=12.8"m3/s，H=8.9mH2O，η≥82%。循环水泵运行参数如表1所示。性能要求：水泵在各运行工况点的水量、扬程与效率不允许产生负值的偏差，扬程的正偏差不超过5%[1]。

1.2雨水泵配置情况

雨水泵型式为湿坑式、固定叶片、转子可抽式、立式混流泵，单基础支撑，共4台。

2"雨水泵运行异常情况及分析

2.1雨水泵停运长时间倒转

2.1.1雨水泵运行现象与原因

装有4台雨水泵，两种规格：1台36LKXA-22型（小泵），出口管道为900"mm;3台48LKXC-22型（大泵），出口管道规格为1200"mm。启泵：出口电动门开20"s后，泵组启动；停泵：先停泵，再关闭电动门。

因4台泵出口管中心标高为1.5"m（绝对标高），出口管排水口标高为7.5"m（绝对标高），高度差6"m。此管道高差内的水柱会在停泵后出口逆止阀关闭前冲击水泵叶轮，导致泵组转子在逆止门关闭（约3"s）后惯性倒转约80"s，且转速较高（约150"r/min）。目前，泵组运行正常。

长期高速倒转危害较大，容易导致叶轮锁紧螺母松动（反螺纹）、叶轮脱落、叶轮磨损、轴系损坏。

2.1.2处理措施

为了避免泵组异常事件发生，设备部组织汽机、热控、化学专业进行商讨，参考循环水泵停泵逻辑（快关出口门至15%，停泵，继续慢关出口门，循泵没有倒转），修改雨水泵停泵逻辑，提前关闭出口电动门，再停泵。其中，1号泵、2号泵和3号泵电动门全行程动作时间为105"s，4号泵电动门全行程动作时间为95"s，

因为雨水泵出口电动门没有阀位传动，所以只能通过时间间接控制阀位。根据阀门启闭时间计算阀位，参考循泵，试验时，将出口电动门先关至20%，再停泵，对应20%阀位的关闭时间：小泵出口电动门关闭时间为75"s，大泵出口电动门关闭时间80"s。

参与人员确定以下试验方案：热控强制停泵逻辑，就地操作与化学集控的参与人员保持不间断通话，就地人员提前手动关闭出口门，小泵关门75"s（大泵80"s）后，化学集控停泵，就地监视时间对应的阀位、泵组振动情况、倒转时间及目视倒转速度，集控人员监视电流变化。就地运行人员做好紧急状态下事故按钮停泵准备。三次试验结果如下。

第一次，"3号雨水泵。关门70"s（比计划减少了10"s）停泵，阀门内有节流声音，电机电流无明显波动，泵组振动正常，声音正常。停泵后，出口逆止门关闭时间为3～4"s，泵倒转51"s后停止（原倒转约80"s），倒转速度低（约15"r/min），系统无泄漏。

第二次，"4号泵（小泵）。关门75"s（阀位）后停泵，阀门内有节流声音，电机电流无明显波动，泵组振动正常，声音正常。停泵后，出口逆止门关闭时间为3～4"s，倒转时间60"s，倒转速度低（约5"r/min），系统无泄漏。

第三次，"1号泵（大泵）。关门80"s（阀位20%）后停泵，阀门内有节流声音，电机电流无明显波动，泵组振动正常，声音正常。停泵后，出口逆止门关闭时间为3～4"s，倒转时间39"s，倒转速度低（约5"r/min），系统无泄漏。

通过试验，进一步确定小泵出口电动门关闭时间为75"s（对应20%阀位）、大泵出口电动门关闭时间为80"s（对应20%阀位的）方案可行。停泵期间，倒转速度明显降低，泵组振动、电流正常，系统无泄漏，从而避免高速倒转导致设备损坏。

2.2雨水泵赛龙导轴承高温融化

2.2.1导轴承运行现象与原因

滨海电厂雨水泵五组赛龙导轴承和填料函冷却和润滑设计采用雨水泵启动后供水自冷却。在实际运行一段时间后，解体后，发现导轴承有磨损融化现象，尤其在第一组导轴承处较严重；同时，填料函耐水基填料启动时有冒烟情况，原因为启动初期轴承和填料函缺水干磨所致。后期通过增加补水箱和管路，在启泵前对导轴承和填料函进行润滑冷却。从实际运行情况看，效果不理想。因为水箱位置低，所以导致压差不够、进水不畅，泵启动后，存在窜水；同时，冷却水消耗快，水箱人工加水耗时、耗力，文明卫生难以长期保持，水箱占据检修通道，影响大修期设备解体检修。

2.2.2赛龙导轴承运行解决措施

针对启动初期雨水泵赛龙导轴承高温融化和填料函干磨冒烟情况，对雨水泵导轴承进行深度冷却改造，增加水压大于0.2"MPa的正式冷却水，由填料函下部接入，沿轴对下部各导轴承和上部填料函进行润滑冷却，溢流口由填料函上部接出。由于设备区域无工业水管路，因此，本次设计水源取自就近的氢站，满足要求的生活水。接口位于氢站西侧地埋热熔UPVC管，沿氢站围墙西侧、北侧地埋布置，地埋深度不低于500"mm。过雨水泵马路采用穿雨水转角井，防止破坏马路，由于氢站已进氢，采用人工开挖，室外管道统一采用UPVC管。雨水泵房北侧墙穿孔，留DN32总阀一只，室内管道采用SS304材质，沿北墙布置，支撑利用暖通管支架，进4台雨水泵沿地面布置，各增加一只DN25隔离阀、逆止阀和进水流量指示器，监视进水情况[2-3]。电机支座外水管采用法兰连接，避免以后水泵大修起吊割管。

改造工作于2018年7月底完成，调试试运后，冷却水阀门开度保持在1/3开度常流水。截止目前，雨水泵导轴承和填料函运行状态良好。2019年4月，机组C修期间抽查1号雨水泵赛龙导轴承完好，无高温融化现象。

2.3出口压力异常导致循环水泵频繁联启

2.3.1循环水泵运行现象

2018年12月6日10时52分，运行定期工作由1C循泵切换至1A循泵，短时单机三泵运行，1B循泵出口压力由86"KPa迅速上升至150"KPa。1C循泵停运后，1B循泵出口压力12月10日14时23分压力降至60"KPa后联锁保护动作启动备用1C循泵。结合现场检查和DCS调历史曲线检查，1B循泵振动、温度和凝汽器进出口压力稳定，无明显异常，分析原因：非循泵本身出力不足问题，真正原因为压力取样管堵塞，压力持续下降达到保护定值联锁动作[4-6]。1B循泵运行期间，对压力取样管路带压冲洗和多次振动后，无效果，停泵检查，发现一次阀前堵塞严重，主要为泥沙和海草腐烂物。

在机组调试和投产以后，循泵出口压力运行一段时间持续下降的问题一直存在，主要发生在备用循泵启停切换期间。为了避免循泵频繁启动，需对压力取样系统进行优化改造。

2.3.2循环水泵运行改造建议

循泵出口压力取样采用Ф12*2"mm、SS316L管路，一次阀、二次阀和排污阀采用DN10不锈钢截止阀。一次阀设计采用针型阀，根据针型阀设计特点，内通径远小于管道内径，且流道下进上出，由于黄海水域浑浊泥沙较大并伴有杂物，所以容易造成阀门堵塞。压力测量原理采用静压测量。循泵备用周期1个月，长期备用，循泵出口、液控蝶阀之前藻类和贝类生长，加上淤泥和泥沙沉积，备用泵瞬间启动后，杂物冲入压力取样管一次阀前，这是造成截止阀堵塞无法测压的主要原因[7]。

为了彻底解决堵塞问题，技改统一将一次阀和排污阀更换为通径更大的直通式2205球阀，并采用外螺纹连接，便于检修。根据运行规程规定，备用循泵切换周期1个月，改造以后，备用循泵启动后未发生压力再次下降现象。但是，为了防止启泵瞬间冲入仪表管内的杂质滋生，备用循泵正常运行后次日，白班运行人员手动排污一次。