循环水泵热不平衡故障原因分析及处理措施

杨明

中核检修有限公司大连分公司，辽宁省大连市116300

摘要：石化厂做功后的乏汽进入凝汽器汽室，需要用大量的循环冷却水将其冷凝成凝结水，相应的供排水设备、建（构）筑物等构成了循环水系统某石化厂循环水泵是循环水装置关键机泵，泵的停运将会使工艺流程中断并导致下游其他装置低负荷运行，且工艺特性决定该泵的运行状况对全厂生产是否平稳影响很大，因此循环水泵能否正常运转直接关系到全厂的平稳生产。该循环水泵运行过程中出现轴承振动正常但温度高估值的现象，制约了装置的平稳生产。如何进行故障消缺、延长使用寿命、确保生产安稳长满优运行，成为设备管理的一个难点。

关键词：循环水泵；热不平衡；故障原因；处理措施

引言

某厂两台循环水泵自2010年开工以来，非联轴器端轴承温度一直在报警位运行，且运行中升至85℃时仍未见停止上升趋势（80℃报警，85℃联锁），而振动均正常。按厂家提供的参数，泵正常运行时轴承温度应在40～55℃之间。为保证装置的正常运行，采用非常规操作方式（即在轴承箱上方浇冷却水）强制冷却，一旦停止浇水，温度就会上升到报警值甚至联锁。两台循环水泵的非正常运行致使生产状况极不稳定，下游各生产装置的运行也得不到稳定保障。

1原因分析

1.1对推力轴承进行解体检查

将推力轴承上盖拆除后，发现润滑油已经发黑变质，并有铁屑；随后拆除推力头和推力轴承，检查发现推力轴承外圈滚道发黑，并伴有高温导致发蓝现象，未发现明显磨损痕迹发现滚子大端面和内环接触面存在明显磨损痕迹，滚子侧面存在明显的轴向摩擦亮痕，局部（几乎每颗滚子均有）存在明显的滑动磨痕。更换新轴承后，再次启动循泵电机进行空载再鉴定，经过连续４小时运行，推力轴承温度稳定在５８℃，其他所有性能参数均稳定正常，循泵电机满足运行要求。

1.2运输环节调查

备用循泵电机运输使用专用转子固定支架安装于电机下部轴头使整个转子往下拉，首先使槽钢和电机转子靠背轮用螺杆固定，然后通过螺杆使槽钢与循泵电机座连接在一起，并用扳手使上下螺母拧紧，最后拧紧靠背轮与槽钢下部连接螺母，使循泵转子往下拉。

1.3原因分析

根据轴承手册，得知该推力轴承的建议油位高度为轴承外圈高度的0.6～0.8倍（即24～32MM）。根据实际测量结果，油视窗中线对应的真实油位高度为轴承外圈端面（高度40MM）往下5MM，即35MM，满足厂家要求。

2循环水泵热不平衡故障处理措施

2.1改造技术要求

根据DLT261-2012《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》的第6.4.6.1机组公用控制系统可靠性评估中关于循环水泵控制的要求：①采用母管制的循环水系统、空气冷却系统的冷却水泵、宜用空气压缩机及辅助蒸汽等重要公用系统（或扩大单元系统），宜安单元或分组纳入单元机组DCS中。不宜分开的控制系统可配置在公用DCS中，但不宜集中在一对控制器上；②每台机组的两台循环水泵，宜分别配置在两对不同的控制器中；③不同单元机组对同一个公用系统设备进行操作时，应设置优先级并增加闭锁功能，确保在任何情况下只能有1个单元机组对公用设备进行操作；④循环水泵房设备控制系统设、检修维护，应充分考虑温度、湿度、防尘、防电磁干扰、防腐蚀等因素的影响，应选用高可靠性的监控设备与装置，并配套完善的防护设施；按危险分散的原则，单元机组循环水泵控制应配置独立的控制器进行控制，并合理分配循环水泵房DO通道，使1块DO模件仅控制1台循环水泵；具有现场控制装置的循环蝶阀，其DCS控制指令应采用短脉冲信号。

2.2安装循环水系统在线监测能管系统

根据循环水系统现状及操作控制水平，通过安装“循环水在线监测能管系统”，提高与完善对各循环水用水点参数的监控，从管理及操作方面提高对循环水系统进行优化。主要针对位置最高或最不利点换热器、换热效率低的换热器、冷却水流量调节不当的换热器、二次换热的换热器这四类换热器加装无线监测系统，具体功能如下：（1）对循环水系统的泵站、总管、及主要用水点的主要参数进行实时监测；（2）依据按需供水原则，调整各循环水用水点水量，合理分布，保持水力平衡；（3）实时计量循环水系统运行功率，累计电量和运行时间，精确掌握能耗情况及节电量。

2.3水泵优化

根据本循环水系统优化后的特性，量身定制高效节能设备，一循更换6台高效冷却水泵及其配套电机，二循更换2台高效冷却水泵，电机不更换；高效节能水泵是结合循环水系统运行的给回水压力与整个循环水系统实际的循环水量，对循环水装置的循环水泵进行特有的制作，达到循环水系统循环水用户使用要求。循环水泵的液体流道和循环水泵叶轮是通过“CFD”软件进行设计并加工制造的高效循环水泵，可以提高水泵的运行效率。叶轮是循环水泵的关键零件，叶轮的转动性能是否优秀反映了循环水泵的性能是否高效，通过三元流动理论对叶轮的转动性能进行评估，结合流体三维粘性的流动状态进行评估，根据评估分析结果对叶轮进行调整。此外，本循环水系统改造高效节能水泵加强叶轮和蜗壳的高度匹配，降低循环水泵内各种流动的能量损失，从而提高整台水泵的实际运行效率。

2.4发电机定子底部承载调整

要求调整后发电机负载分配到机座4个角上，两端与两侧载荷应尽量均匀，相差控制在10%以内，且每个角从端头的角撑向中角撑的载荷分配逐步以指数规律递减。在检修中，对发电机定子底部载荷进行了测量，机座两斜对角、汽端两侧和励端两侧的偏差分别为19.7%，71%和16%，均大于10%，表明机座总体载荷分布均匀性较差。同时调整定子地脚的垫片，将薄垫片更换为厚垫片，汽端左侧的６个薄垫片更换为４个较厚垫片，每个角从端头的角撑向中角撑的载荷分配分别为65%～70%，20%～25%和7%～10%。发电机定子底部载荷调整后，机座两斜对角、汽端两侧、励端两侧的偏差分别为3.3%，1.3%和4.9%，小于10%的规定要求。

结语

经过改造，两台泵运行状况良好，且轴承温度趋势平稳。改造前，设备运行时轴承温度高达85℃，只能在轴承箱上部浇水维持运行，不仅运行状况不稳定，而且易造成设备腐蚀；改造后，轴承温度只有51℃左右，而且运行趋势平稳，需要的冷却水流量仅为可提供流量的50%。如工艺需要，还可以通过增加冷却水的流量来进一步降低轴承温度。需要注意的是，采用强制循环水冷却，必须定期对循环冷却水通路进行检查，防止堵塞泄漏。

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