汽动给水泵轴向位移大的原因分析和对策
第19卷 第8期2010年4月电力技术
Electric Power Technology
Vol.19No.8Apr.2010
汽动给水泵轴向位移大的原因分析和对策
郑碧芬
（广东粤电集团珠海金湾发电有限公司，广东 珠海 519050）
【摘 要】对影响给水泵轴向位移变化的相关因素进行了详细分析，采用排除法确定了汽动给水泵轴向位移超标的原因是推力瓦块设计不合理。通过改进调节块弧度和缩小推力间隙的方法彻底解决了轴位移大的问题。
【关键词】给水泵；轴位移；承力不均【中图分类号】TH31
【文献标识码】B
【文章编号】1674-4586(2010)08-0065-03
0 概述
广东珠海金湾发电公司装有两台容量为600MW e 超临界燃煤发电机组，每台机组配有一台电动给水泵和两台汽动给水泵。汽动给水泵型号为：14×14×16A-5STGHDB ，芯包为日本EBARA 公司生产，筒体和辅助系统为国内配套设计和生产供货。泵为中开式多级离心泵，设计流量为889t/h，扬程3123m 。泵转子叶轮分五级，入口为双吸叶轮，其余四级采用对称布置，95%以上的轴向力可以通过水流反向流动得到平衡，余下的力由推力轴承承担。
每台泵非驱动端都装有一套推力轴承，设有轴向位移测量装置，用来监视推力轴承磨损状态。轴向位移报警值：0.5或≤－0.5mm ；跳闸值：0.8或≤－0.8≥≥
mm ，正位移指向泵非驱动端，负位移指向小汽机。
(4)轴位移波动推力瓦温度也会波动，但推力瓦温度超过报警值（图2）。
4
3
5
2
567.72
739.0226.10164.614702.17
1
注：1—轴位移（μm ）；2—泵流量（t/h）；3—泵出口压力（Mpa ）；4—水温（℃）；5—泵转速（rpm ）。
1 给水泵轴向位移大的表征
从2007年10月份开始，四台给水泵运行中先后
出现了轴向位移大报警（以下以4A 汽泵为例进行详细分析）。
从图1、图2可以看出给水泵轴向位移变化有以下特点：
(1)锅炉给水流量稳定，轴位移也相对稳定。(2)机组负荷下降，锅炉给水需求也下降，泵转速降低，泵出口压力和流量都下降，轴向位移并没有跟随变小，相反在波动后出现跳变，当负荷上升而流量增加较快时也出现跳变；而当轴移从负值跳变到正值或者从正值变为负值的工况下没有对应恒定的流量值，变动具有随意性。
(3)每次报警都是正位移超标，负位移没有超标（图1）。
图1 给水泵轴位移变化情况
1
2
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图2 给水泵轴位移与推力瓦温度的关系
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第19卷
2 系统运行情况
(1)驱动小汽机和泵两端轴振动正常，泵轴振动稳定在30-35μm （报警值为75μm ）。
(2)每台泵从第三级叶轮出口都引出一路水供锅炉再热器减温喷水，压力约10MPa ，流量50t/h，现场检查压力和流量满足设计要求。
(3)每台泵设置一台离心式前置泵，以抬高给水泵入口压力防止气蚀产生。现场检查前置泵和给水泵的进口和出口水压力达到设计值，满足机组给水流量和压力的需求。
(4)每台给水泵和小汽机共用一套润滑油系统，由一台交流润滑油泵供泵支承轴承和推力轴承润滑。现场检查润滑油压和油温正常，油质各项监测指标达到优秀，瓦块温度没有超标。
(5)给水泵两端采用水力密封，其泄漏流量汇集成一路引入前置泵入口。现场检查发现此路平衡水压力比泵入口压力低0.1MPa 左右，厂家设计人员认为此路水主要作用是平衡两端轴密封水压力，该压力的偏差不影响轴向力。
3 轴向位移大的原因分析及排查
引起汽泵轴向位移超标的原因很多，设计计算不准确、安装不良和运行工况偏离设计工况等因素都会引起轴位移超标，针对各种原因分析如下：
3.1 推力瓦块磨损引起轴向位移偏大
每套推力瓦分工作面和非工作面，每个工作面有6块瓦。泵端部解体后抽查了4A 泵非工作面推力瓦四块进行测厚，分别为25.42mm 、25.41mm 、25.41mm 、25.42mm 。工作面也抽查了四块，厚度为：25.40mm 、25.40mm 、25.40mm 、25.41mm ，偏差不大于0.02mm ，在合格范围内，并且表面没有明显磨损痕迹，可以排除此原因。
3.2 推力盘松动
现场测量推力盘的瓢偏值是0.02mm （在设计范围内），推力盘没有磨损和松动，可以排除此因素。
3.3 测量装置误差大
现场测得4A 泵推力间隙为0.58mm ，DCS 显示推力间隙为0.587mm ，传感器测量误差在设计范围内，可以排除原因。
3.4 测量装置松动
检查测量装置固定螺栓没有松动，可以排除此
因。
3.5 叶轮位置发生变化
4A 泵拆除非工作面的瓦块后测得轴的窜量是5.13mm ，把工作面与非工作面的瓦块都拆除后测得轴的总窜量是8.84m （设计值为8～10mm ），半窜和总窜量均在设计范围内，证明叶轮定位是正确的，可以排除此原因。
3.6 联轴器齿轮磨损
小汽机与泵两转轴力矩的传递通过齿轮联轴器，其咬合不良也会致使轴窜动。拆开泵组联轴器检查了两转子对中情况，圆周偏差和张口偏差都在标准范围内（小于0.05mm ），齿轮啮合情况良好，没有磨损痕迹，可以排除此原因。
3.7 推力间隙调整方法不正确
每次泵停机检修或者临修都会对推力间隙进行调整。检修工作人员根据检修工艺要求对推力间隙重新调整了一遍，厂家技术人员进行了确认，其调整方法是符合生产厂家要求，可以排除此因。
现场检查发现推力间隙出现了较大的变化，机组投入商业运行时调整到0.35mm ，7个月后变成0.58mm ，可以看出造成轴向位移超标的直接原因就是推力间隙超标。
4 确定要因
A
A
图3 汽泵推力瓦
从图3瓦块图可以看出，每个推力瓦块侧面都有一调节块做支撑，接触面为球面，运行中自我调节，保证在任何工况下瓦块合力方向都与泵轴平行。而每个调节块又由紧贴于机体的锁定块支撑，在受力均匀的情况下调节块和锁定块为面接触。解体检查发现每
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个工作瓦的调节块两翼都存在一侧受力过大磨损而另一侧接触不到位的情况，调节块和锁定块之间的接触为线接触而不是面接触，运行中两者之间产生相对位移，直接导致转子的位移量过大（见图4和图5）。经过现场模拟试验发现调节块两翼受力不均的
原因主要是调节块与瓦块接触球面弧度太小，运行中产生偏移；另外还测试出调节块和锁定块表面硬度只有HB190，远低于同类型的瓦块硬度。
5 对策和效果
(1)要求推力瓦生产厂家根据用户的要求对瓦块进行了改进，将调节块和瓦块的球面弧度加大，锁定块的倾斜度降低以增大承力面积。现场用手工对球面锥度也做了修磨。
(2)将调节块和锁定块的表面进行硬化处理，硬度提高到HB400-450。
(3)每次检修后回装时将推力间隙减小到0.32～0.35mm 。
经过以上方案实施后各台泵运转正常，彻底解决了轴位移偏大的问题。在机组大幅度变动负荷下，各台汽泵轴位移相对稳定，具体为：3A 泵为－430～－490μm ；3B 泵为170～330μm ；4A 泵为－300～－350μm ；4B 泵为－200～－280μm 。
瓦块支撑球面
图4 推力瓦球面支撑
调节块翼边磨损
图5 调节块单边受力磨损
Analysis and Countermeasure for the Abnormal Axial Displacement of
Steam Feed Pump
ZHENG Bi-fen
(GuangdongZhuhai Jinwan Power Company Limited, Zhuhai 519050, China)
Abstract:This paper carries out a detailed analysis for the relevant factors which cause the pump axial displacement. Exclusive method is employed to determine that the unreasonable design of thrust shoe causes the abnormal axial displacement of steam feed pump. Therefore, the large pump axial displacement is completely solved by improving the radian of regulating block and reducing thrust clearance.
Keywor d:Feedwater pump; Axial displacement; Load unevenness