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?在維護真空泵時水環真空泵的轉子斷裂問題(一)

日期:2020-11-26 12:17:03 人氣:
  汽輪機真空度直接影響發電機組的經濟性。真空度越高,排氣壓力越低,有效焓降相應就會增大,從而減少被循環水帶走的熱量,機組效率也將隨之提高。汽輪機的真空度由真空泵保證。真空泵運行出現問題,會導致汽輪機真空度降低,使有效焓降減少,循環水帶走熱量增加,提高蒸汽排汽焓值,降低有效焓降,最終會造成汽輪機蒸汽循環效率下降。因此,現代化大電網對真空泵的選型及結構提出了較高的要求。

  一、概述:

  某電廠2×300 MW 機組系哈爾濱汽輪機廠生產的汽輪機,采用型號為N- 17400- 1 的單背壓、對分雙流程表面式凝汽器,其冷卻面積為 17 400 m 2 ,冷卻水流量為 36 800t/h,設計背壓為6.5 kPa,管材為ASTMB337Gr2,其配套的水環式真空泵型號為 2BE1- 353- OMY4,轉速為 590r/min,電機功率為160 kW,為納西姆公司生產的單級水環水環真空泵。

  水環真空泵冬季運行參數如下:真空度為- 94~- 95kPa,泵體振動為 18.9~20 mm/s,噪音為 98 dB(泵體內經常出現爆破的聲音),運行電流為220~225 A,泵體溫度為30~39 ℃。

  該電廠1號、2號機組投產發電運行至今,水環真空泵轉子出現故障達7 次,對其中1 臺泵進行解體檢查發現葉輪出現裂紋共計8 處,其中2 處立筋斷裂,2 片葉片裂紋長達200 mm

  二、故障診斷:

  該故障純屬突發性故障,毫無前奏,毫無征兆,振動值、電流、運行音聲、真空度均無變化,事故無法提前控制。(現場運行參數記錄) 自由端軸承振動曲線;驅動端軸承振動曲線;兩端軸承溫度值曲線如圖4所示。

  三、原因分析

 ?、?專業知識簡介

  該真空泵為液環式真空泵,主要由轉子、泵殼、進出口分配器、錐面體等部件組成,其工作原理為在轉子與泵殼之間設計一個偏心距,轉子旋轉時,會在泵殼內形成一個同樣偏心的旋轉液環,在此過程中對凝汽器內的空氣進行吸入、壓縮和排出,從而達到抽出凝汽器內空氣的目的。

  具體工作原理,在AB段中,液環向外運動,殼體與轉子之間的體積逐漸變大,使轉子葉片內的體積增大,產生吸氣功能;在BC段中,液環對葉片內空間進行壓縮(空間體積減?。?,將吸入的氣體壓縮;在CD段中,受壓空氣被從出口處排出。整個過程泵組完成了對凝汽器內多余氣體的吸入、壓縮和排出3 個過程,從而將凝汽器的多余氣體吸出并維持凝汽器的真空狀態。

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  該類型單級水環式真空泵的基本原理和性能是一樣的,其工作條件是由汽輪機的凝汽器設計背壓6.5 kPa 決定,根據某廠的運行參數發現,凝汽器真空度高達5 kPa,此時該單級水環式真空泵在3~8 kPa 工況區處于B- A區段,該區段屬于泵組的不穩定區段,且根據揚程分析計算,該區段泵承擔的最高壓縮比達 33(101.3/3=33);泵處于 B- A區段工作時,會產生產生高頻振動,泵組的運行參數振動值也體現了該現象(振動值高達18.9 mm/s ),因此發現泵組的實際工作工況與最近工況偏移,對葉片斷裂有較大的貢獻因素。該泵設計性能曲線。

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