多级锅炉除氧水故障原因分析
1.机械密封频繁泄漏
除氧给水泵投运初期,机械密封基本不漏。运行一段时间后,机械密封出现滴状连续泄漏,对设备运行影响不大,未引起重视,久而久之泄漏越发重。经多次更换机械密封,效果不明显。经检查、分析发现,问题出现在机械密封冲洗水上。除氧水泵吸入段位于驱动端一侧,入口压力为0.15MPa,次级吸入段位于非驱动端一侧,入口压力为4.00MPa,驱动端机械密封比非驱动端机械密封的端面比压要低,要求的密封冲洗水压力不一样,密封冲洗水压力一般比被密封介质压力高0.20~0.30MPa,即驱动端机械密封冲洗水压力应为0.35~0.45MPa,非驱动端机械密封冲洗水压力应该为4.20~4.30MPa。然而,由于生产企业过分相信反螺旋反抽的原理,未计算冲洗水压力,泵两端的机械密封冲洗水全部设计使用0.40MPa脱盐水。0.40MPa脱盐水对于驱动端机械密封而言,压力正好,该侧机械密封故障率较低;对于非驱动端而言,压力远远不够,含细渣的高温灰水进入摩擦副导致机械密封受损.泄漏量逐渐增大,同时轴衬反螺纹因得不到干净的外冲洗水冲洗,反螺纹逐渐被细渣磨蚀掉,进步加剧了机械密封的泄漏程度。
2.流量降低
(1)首级叶轮因气蚀产生孔洞,叶轮出口流量降低。脱氧水槽鲍尔环填料频繁脱落进人管道,积聚在泵人口过滤器前,管道流通面积减小甚至堵塞管道,造成泵入口流量低于泵设计工况而产生气蚀,首级叶轮盖板多处穿孔。待填料清理完毕、泵入口管道通畅后,叶轮穿孔回流,使得流量损失大,造成泵的流量不足。
(2)叶轮盖板与导叶盖板存在摩擦现象,说明叶轮与导叶对中偏离较大,造成泵流量下降。
(3)级间密封磨损,容积泄漏损失偏大。转子和定子在径向产生了摩擦,使得级间反螺旋被严重磨损,造成级间回流泄漏较大。另外,含有细渣的酸性高温灰水经过级间密封后,对反螺旋逐渐磨损和腐蚀,是造成级间密封失效的另一大原因。叶轮口环密封、出水段和吸水段之间的级间封均为单向反螺旋密封,材质不耐磨,在没有外冲洗水的情况下,受到含细渣灰水磨损,间隙变大导致液体回流损失大,造成泵流量偏低。
3.设备振动偏大
(1)气蚀造成设备振动较大。发生气蚀时,吸水室内液体发生汽化,产生许多气泡,气泡内充满蒸汽和液体中析出的气体,气泡随着液体被带到压水室的叶轮高压区,在高压的作用下迅速凝结而破裂,同时,周围的流体质点以高速冲向原来气泡占有的空间,质点相互撞击而形成高频的局部水击,压力可高达上千兆帕,使首级叶轮受到损坏,并造成设备振动较大。
(2)于叶轮和导叶对中偏离,导致泵振动大。导叶轮和导叶盖板间相互摩擦,使水泵剧烈振动。同时,由于叶轮和导叶对中不好,流量下降,叶轮出口返回的流体形成的反动力,也是泵振动大的原因在维修或更换非驱动端机械密封时,必须拆卸止推轴承。止推盘与轴是过盈配合,拆卸止推盘时,敲击导致转子整体向非驱动端移动,当安装推力盘(热装)后,没有校对轴的窜量,导致叶轮和导叶没有对中以及止推盘与非工作瓦块间隙过维修人员采取减小轴承压盖垫片厚度的方法调整止推轴承间隙。泵运转时,转子前后窜动,导致对中较差
(3)转子晃度偏大,导致泵体强烈振动。拆检时发现,叶轮口环有明显的摩擦痕迹。检测轴的晃度后发现,轴中间部位跳动值为0.08mm,标准为≤0.05mm;轴颈部位跳动值为0.04mm,标准为≤0.02mm。轴的晃度超标引起泵振动大其原因是暖泵不充分所致。
泵体在运行前未进行充分预热,当高温液体突然进入冷态的泵体后,转子马上受热,由于转子尺寸小且四周受热,比定子受热要快。转子在静止状态下受热,由于主轴上、下受热不均匀,会使主轴产生一个向上弯曲的热变形,加大转子不平衡的离心力,使转子和定子径向间隙缩小,在转子热挠度较大时,动静部分径向间隙可能消失,转子在旋转时与定子发生摩擦,从而导致泵体本身的
强烈振动。
多级锅炉除氧水泵故障问题解决方法：
机械密封冲洗水压力设计不当是造成机械密封泄漏的主要原因;气蚀致叶轮穿孔、轴的工作窜量和晃度大,是导致泵的流量减小和振动偏大的根本原因。
3.1提高冲洗水压力
非驱动端机械密封冲洗水的压力应为4.204.30MPa,从热电车间引入干净的冷凝液作为非驱动端密封冲洗水,严格控制其压力在4.204.30MPa,解决了机械密封频繁泄漏的难题。
3.2对脱氧水槽进行技术改造,在不减少流通面积的前提下,将脱氧水槽塔盘厚度加大,提高其强度,防止因热应力变形而塌盘;使用厚度大、受热不易变形材质的鲍尔环,防止其因受热变形从塔盘中被挤出脱落进入管道。改造后,填料不再脱落,解决了因填料脱落堵塞管道致使入口流量低造成泵气蚀的问题。
3.3重新测定泵的窜量
对中导翼,叶轮和止推盘定位后,以调整扇形瓦背垫片的方法,确保止推轴承间隙符合标准,防止轴窜量超标。设备维修回装过程中,止推盘装好后,测定转子窜量,叶轮和导叶对中后,以增加或减少止推轴承瓦背垫片来调整轴承间隙。
(1)转子窜量的测定
叶轮和导叶两中心对准时,首级叶轮吸入侧到导叶的距离,即b1值(图1)是泵的最大窜量。多级泵运行中,当首级叶轮中心与导叶中心正好对准时,泵的水力损失小、效率最高,是理想的经济运行状态。大修装配之后,应达到此要求。般情况下,b1=3mm,b2=2mm,只要b1值确定,一般情况下,b=3mm,b2=2mm,只要b1值确定,导翼也即对中,首级叶轮b1可以作为泵的工作窜量。
(2)止推轴承间隙的测定
止推盘的主要作用是给转子定位,主要任务是吸收残余轴向力,根本目的是防止导翼不对中以及转子和定子之间发生摩擦。所以,安装止推轴承时,应严格检查轴的工作窜量,使得转子定位后,严格控制推力盘两侧的间隙。一方面保证动油压椒形油膜的律立,使轴承π常T作:另一方和导翼不对中。
多级锅炉除氧水泵止推轴承为金斯伯雷止推轴承,止推瓦块下面有上水准块、下水准块和基环,属于3层结构(图2)。止推瓦块与垫在下面的上水准块、下水准块和基环之间采用球面支点接触,保证止推瓦块和水准块可以自由摆动,使载荷分布均匀。止推瓦块一般采用25号钢,上面浇注巴氏合金,厚度一般为1.0~1.5mm。止推盘与止推瓦块之间留有间隙,此间隙通常称为工作总窜量,般为0.36~0.46mm,可以保证止推盘和瓦块之间形成油楔,承受转子的轴向推力。
3.4设置暖泵管线
在泵的进、出口各配φ25mm联通管线,配有截止阀控制流量。当其中一台泵运转时,可开启阀门给另一台泵供热水,热水经过泵后回到泵的入口管线,观察备用泵不反转即可,这样能保证暖泵充分。另外,加强盘车管理,每班盘车1次轴旋转180°,防止转子晃度变大。
3.5提高反螺旋轮齿的硬度
泵的原设计是在反螺旋密封齿表面上镀硬铬来提高硬度,在压差大的部位增加密封环的厚度,使级间渗漏尽可能地减少。但气化灰水中含有大量的Clˉ,其对铬腐蚀严重,当镀层被腐蚀磨损掉后,反螺旋密封齿的使用寿命大大缩短。可采用渗碳的办法来提高反螺旋密封齿的硬度,提高反螺旋的耐磨和耐腐蚀性能,大幅度延长了反螺旋密封齿的使用寿命大大缩短。可采用渗碳的办法来提高反螺旋密封齿的硬度,提髙反螺旋的耐磨和耐腐蚀性能,大幅度延长了反螺旋密封的使用寿命。
经过以上技术改造和严格按照技术标准检修后，多级锅炉除氧水泵实现了长周期稳定运行,大幅度减轻了维修劳动强度和减少了系统停车次数,每年节约了大量的维修资金,说明上述检修方法是可行的和成功的。
