炉水循环泵在启动过程中的故障分析及处理

炉水循环泵在启动过程中的故障分析及处理

发表时间：2018-01-18T09:31:09.313Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：李涛

[导读] 摘要：炉水泵电机是大型发电厂强制循环锅炉、加速锅炉的强制水循环，提高锅炉热效率的关键设备，可以说是强制循环锅炉的心脏。

（国网新疆电力公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐 830000 ）

摘要：炉水泵电机是大型发电厂强制循环锅炉、加速锅炉的强制水循环，提高锅炉热效率的关键设备，可以说是强制循环锅炉的心脏。由于炉水泵直接参与锅炉的高压、高温水循环，工作条件十分严酷、工作性质又十分重要，如何提高炉水泵，特别是炉水泵电机的可靠性对电厂安全运行有十分重要的意义。炉水循环泵的结构比较特殊，检修方法与通常的电机存在很大差异，维护保养也与众不同，下面我就介绍一下炉水泵。

关键词锅炉；炉水循环泵；温度

本文针对600MW直流超临界W 型锅炉的炉水循环泵调试及试运行过程中，当出现温度异常时应该采取的措施，以及从故障分析中提出安装及试运行600MW直流超临界W 型锅炉的炉水循环泵要采取的重要措施，对防止炉水循环泵在安装、调试、运行中出现类似问题提供借鉴。

1.炉水泵循环泵的结构特点

炉水循环泵是锅炉系统中承受高温高压的一种无轴封特种水泵。一般用于强制循环炉、直流循环炉和控制循环锅炉的系统中，因具有起机快、控制灵活等优点。自1959年第一台200MW的强制循环炉在英国High Marnham发电厂投入运行，至今已发展了五十多年。

2.炉水循环泵电机的结构特点

早期炉水循环泵电机有屏蔽式和湿定子两种结构，屏蔽式电机存在绕组冷却困难，屏蔽套易碎、膨胀、翘曲、现场修复难等问题和电机效率低的问题。目前炉水泵电机采用湿定子结构可避免上述问题，得到了广泛的应用。湿定子的电机结构特点如下：

2.1泵的叶轮和电机转子装在同一主轴上，置于相互连通的密封压力壳体内，泵与电机结合成一整体，电机在下面泵在上，避免在电机内部聚集气体，减少气体对绕组和水润滑轴承的危害。

2.2泵与电机之间采用无轴封结构，淘汰了轴封结构。

2.3泵体与电机是被分隔的两个腔室，中间虽有间隙不设密封装置使压力可以贯通，泵体和电机腔是等压的，但泵体内的高温炉水（300℃以上）与电机腔内的水（65℃以下）是不同的水质，正常运行时两者是互不交换的。

2.4电机运行时，转子带动小叶轮产生内循环动力，电机腔内的水通过外置的高压冷却器的热交换，使腔内的水温保持在65℃以下，当电机停机内循环动力消失，高压冷却器基本失去热交换功能。

2.5采用水润滑轴承，很大程度的简化了炉水泵轴承的结构，使用寿命和可靠性均不低于油润滑轴承。

2.6采用了耐温耐压的湿定子绕组线，改善了绕组冷却条件，提高了电机效率。

2.7为了保证炉水泵电机的冷却，设置了高压循环冷却系统和紧急注水冷却系统。

2.8由于电机采用的交联聚乙烯绕组线和水润滑轴承都不能承受高温，所以炉水泵电机运行温度必须控制在65℃以内。

3.故障现象及分析

经过前期的准备，炉水循环泵达到启动的条件，在厂家技术人员的指导下，锅炉开始炉水循环泵的首次试转，厂家技术人员交底：3次点动，每次运行10秒钟，间隔时间为10分钟，主要对这3次试运的参数进行分析，目的一是排空，二是判断电机是否反转，确定泵是否进行下一步的启动计划。

第一次启动：盘前参数观察：泵的差压没有变化，出口流量变化不明显，启动电流为53A，正常后42A，电流无波动现象，就地汇报启动时发出一声明显的金属撞击声后，就消失，运转时声音正常。

第一次启动的分析，压差、流量没有反应，进行表管冲洗，并检查差压、流量计的正、负压侧是否接反。此项工作随即开展，结果发现差压表管接反，流量计表管有阻塞现象，但对金属撞击声，不能作出的解释，决定进行第二次启动。

第二次启动：盘前参数观察：泵的差压1.92MPa，出口流量变化明显，启动电流为100A，正常后40A，电流无波动现象，在启动时，就地依然听见发出一声明显的金属撞击声后，就消失，运转时声音正常，发出的声音清脆，似榔头敲击钢管的声音，这个声音不太可能是泵发出的声音，在启动的一瞬间，还发现，泵的入口管道有晃动。

第二次启动的分析：从点动的情况来看，泵的转向正确，对异音的问题，不知道究竟是何处发出，大家还是感到不安，。

第三次启动，盘前参数观察：泵的差压1.92MPa，出口流量变化明显，启动电流为99A，正常后41A，电流无波动现象。就地听声音后，调试、基建、厂家人员都一直认为，声音不是来至于泵本身，但声音发至何处，无人知晓。

后经讨论，决定启动炉水循环泵，锅炉进行循环冲洗，并对炉水循环泵进行控制逻辑调试工作。循环泵满出力实验时（出口门全开、再循环全关）电流52.9A，差压1.5MPa，流量900T/h，线圈温度32℃，泵壳温度46度，就地检查泵的振动、声音一切正常。

在启炉水循环有泵运行两小时候，发现泵壳温度测量渐升高，温度测量升高趋势平稳，没有跳变，怀疑热控测量出问题，后在厂家技术人员的要求下，更换测量元件及检查测量回路，发现泵壳体温度测量确实渐升高。当达到65℃时，泵立即关掉，泵跳闸正常动作。

原因分析：在正常操作时，从电机来的高压冷却水（循环水）的出口温度约为40℃～50℃，后来采到提高低压冷却水的流量后，发现泵壳温度还是渐升高，且最终温度达到65℃时，泵立即跳闸。温度测量回路正常，冷却水回路安装也正确，不是泵体本身发出声响，厂家发现由于转轴在颈部与外壳有1cm左右的间歇，难免有杂质进入电机腔室，建议返厂维修。

4.故障问题思考

4.1安装施工准备工作不充分：由于基建单位没有施工图纸，锅炉厂家只设计泵体部分的安装，设计院说小管径管道都是电建单位自己布置。由于以上问题，建设单位一直未进行炉水循环泵的注水冷却管道的安装工作，造成扯皮事情，而业主方负责基建人员亦未对项目进行跟踪，到要吹管时，方才想起设备还未安装，责任不清。由于建设单位经验不足，一些设备安装图未进行消化，厂家到现场后，进行安装时，才询问安装上的技术问题，造成工期延后；

4.2设计院设计考虑不周。炉水循环泵运行环境要求很高，新安装的循环泵由于保护液被放掉（连接冷却、注水管道时须将法兰解