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?在维护真空泵时水环真空泵的转子断裂问题(一)

日期:2020-11-26 12:17:03 人气:
  汽轮机真空度直接影响发电机组的经济性。真空度越高,排气压力越低,有效焓降相应就会增大,从而减少被循环水带走的热量,机组效率也将随之提高。汽轮机的真空度由真空泵保证。真空泵运行出现问题,会导致汽轮机真空度降低,使有效焓降减少,循环水带走热量增加,提高蒸汽排汽焓值,降低有效焓降,最终会造成汽轮机蒸汽循环效率下降。因此,现代化大电网对真空泵的选型及结构提出了较高的要求。

  一、概述:

  某电厂2×300 MW 机组系哈尔滨汽轮机厂生产的汽轮机,采用型号为N- 17400- 1 的单背压、对分双流程表面式凝汽器,其冷却面积为 17 400 m 2 ,冷却水流量为 36 800t/h,设计背压为6.5 kPa,管材为ASTMB337Gr2,其配套的水环式真空泵型号为 2BE1- 353- OMY4,转速为 590r/min,电机功率为160 kW,为纳西姆公司生产的单级水环水环真空泵。

  水环真空泵冬季运行参数如下:真空度为- 94~- 95kPa,泵体振动为 18.9~20 mm/s,噪音为 98 dB(泵体内经常出现爆破的声音),运行电流为220~225 A,泵体温度为30~39 ℃。

  该电厂1号、2号机组投产发电运行至今,水环真空泵转子出现故障达7 次,对其中1 台泵进行解体检查发现叶轮出现裂纹共计8 处,其中2 处立筋断裂,2 片叶片裂纹长达200 mm

  二、故障诊断:

  该故障纯属突发性故障,毫无前奏,毫无征兆,振动值、电流、运行音声、真空度均无变化,事故无法提前控制。(现场运行参数记录) 自由端轴承振动曲线;驱动端轴承振动曲线;两端轴承温度值曲线如图4所示。

  三、原因分析

  ① 专业知识简介

  该真空泵为液环式真空泵,主要由转子、泵壳、进出口分配器、锥面体等部件组成,其工作原理为在转子与泵壳之间设计一个偏心距,转子旋转时,会在泵壳内形成一个同样偏心的旋转液环,在此过程中对凝汽器内的空气进行吸入、压缩和排出,从而达到抽出凝汽器内空气的目的。

  具体工作原理,在AB段中,液环向外运动,壳体与转子之间的体积逐渐变大,使转子叶片内的体积增大,产生吸气功能;在BC段中,液环对叶片内空间进行压缩(空间体积减小),将吸入的气体压缩;在CD段中,受压空气被从出口处排出。整个过程泵组完成了对凝汽器内多余气体的吸入、压缩和排出3 个过程,从而将凝汽器的多余气体吸出并维持凝汽器的真空状态。

  ②性能分析

  该类型单级水环式真空泵的基本原理和性能是一样的,其工作条件是由汽轮机的凝汽器设计背压6.5 kPa 决定,根据某厂的运行参数发现,凝汽器真空度高达5 kPa,此时该单级水环式真空泵在3~8 kPa 工况区处于B- A区段,该区段属于泵组的不稳定区段,且根据扬程分析计算,该区段泵承担的最高压缩比达 33(101.3/3=33);泵处于 B- A区段工作时,会产生产生高频振动,泵组的运行参数振动值也体现了该现象(振动值高达18.9 mm/s ),因此发现泵组的实际工作工况与最近工况偏移,对叶片断裂有较大的贡献因素。该泵设计性能曲线。

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