余热锅炉给水泵故障分析

梅东东、鞠伟东、高德来

中国石油大庆炼化公司

摘要：炼油厂生产运行的过程中，余热锅炉作为重要设备，而给水泵则是其中极为关键的组成部分，保证其稳定运行可提高热效率，并实现节约能源，保护锅炉设备运行的稳定性。在实际运用的过程中应根据使用情况科学选型，并结合常见故障问题进行综合分析，以便定期地实施维护管理，确保设备运行的稳定性。基于此，本文围绕给水泵常见故障进行综合分析，制定针对性故障处理措施，为后续改进与优化提供支撑。

关键词：给水泵；余热锅炉；维护管理；炼油厂

引言：炼油厂在生产运行时会产生一定量的废料，要想提升废料处理的效率，并保证企业整体经济效益，可通过余热锅炉的运用对所产生的废气废料进行处理。而余热锅炉设计较为复杂，且给水泵是整个余热锅炉系统的核心组件，要想提升整体运行的可靠性，应加强对系统的重视，并结合给水泵的主要故障进行分析，并制定合理的故障防范措施，定期做好维护，为炼油厂余热锅炉的安全稳定运行奠定基础。

1 给水泵的作用

给水泵在余热锅炉系统中，扮演至关重要的角色，是重要的设备，在运行时可以提升水流速度，使水可以快速流过各个管道，提高热效率，使余热锅炉系统运行效率得到提升。同时给水泵可以保护锅炉设备，为锅炉提供更加稳定水压力，使锅炉设备运行更加稳定，并延长锅炉的使用寿命。此外，给水泵的运用可以节约能源，使系统水流量增加，保证能源的有效解决，遵循节能环保原则。由于是重要设备，在运行时会受多种因素影响，一旦给水泵存在故障，不仅无法展现其自身作用，甚至还会对炼油厂余热锅炉的运行产生限制，导致工作无法顺利开展，降低生产效益，不利于炼油厂的稳定运行，应加强对其情况的分析，确保展现自身作用，杜绝故障的产生[1]。

2 炼油厂余热锅炉给水泵故障原因分析

2.1小流量运行

给水泵故障产生的主要原因是装置工况所导致，在小流量位置运行，装置工艺工况流程范围是50-150m3/h，在流量Q=150m3/h时，运行相对稳定，而泵流量Q=50m3/h时，是小流量工况，无法实现长期稳定运行。这种情况产生主要是叶轮叶片具有固定的水力尺寸，同时也会存在几何形状，在最高效率区域运行，泵的稳定性不够问题，在脱离最高效率点工况较大时，特别小流量工况，叶轮进口处产生与主流动方向相反的液体回流，流量越小回流越大，导致二次流产生，其能量主要来源为叶轮叶片，在工作运行时，定量分析难度大，只能够识别入口压降。二次流的产生会导致转子轴向力增大，且平衡盘若无法适应此项需求，会存在严重磨损的情况，轴向力也会急剧变化[2]。

二次流产生的主要原因是泵小流量的主要原因，是对叶轮叶片出口流场和压力场不稳定，周围不均衡，产生的径向力持续增大，压迫泵转子而产生弯曲变形的情况，且密封环、平衡装置等都会受到破擦，若给水泵始终处于小流量运行状态，会存在多种类型故障，对余热锅炉产生的影响越发严重，其中较为常见的故障类型有轴承损坏、气蚀性能降低、机械密封性能降低、泵转子窜动等，同时离心泵不允许在小流量工况下持续运行，故障产生主要就是选型不合理，导致装置在实际运行的过程中严重偏离泵的工作范围，为后续故障处理带来一定难度[3]。

2.2泵自身缺陷

给水泵作为余热锅炉的重要装置，起到支撑其运行的作用，一旦故障产生影响会不断加大，甚至会导致泵的损坏，不利于后续工作的顺利开展。其中，泵自身缺陷同样是影响其运行的关键，应准确识别故障，并制定更加合理的防范措施。

轴向力的平衡结构，作为平衡盘的型式，结构对设计点附近工况有着一定要求，且适应性不强。由于平衡盘轴向力的产生主要是平衡盘与平衡板间压力腔与平衡盘背压差，而且压力腔的压力是给水泵出口压经泄压套所产生，平衡盘在运行时不受拘束，则自主地移动，并调节自身的运行。具备科学性的设计，平衡盘与平衡板之间的间隙应控制在0.08—0.12mm之间，且轴向力在不断增大时，间隙会不断减小，若轴向力无法得到控制，会导致接触面受到摩擦，甚至较为严重的会有损坏的情况，导致其无法适应小流量工况运行。由于装置工况会存在一定变化，而且平衡板间隙变化无法确定，在运行过程中，若无法对各项数值进行可靠性控制，会存在损坏平衡盘的问题，导致轴承损坏，不利于后续的运行，即便开展维修管理，仍然会消耗一定的时间，严重影响余热锅炉运行效率。

泵转子刚度问题的产生通常来源于泵的设计，若设置过于注重效率及成本的控制，泵转子的刚度则无法保证，甚至难以满足标准。对于径向力对泵转子旋转的主要影响，泵轴弯曲与变形都会导致泵的振动，一旦故障无法在第一时间处理，会存在密封环磨损的问题。密封环的磨损和平衡套磨损都是受间隙的因素影响，控制动态水力支撑力，导致泵内零部件损坏严重。

对于给水泵的不同类型故障，要想提升故障处理的效果，应结合实际情况进行优化，并透彻分析产生的主要原因，为后续维护管理提供有力依据。

3 炼油厂余热锅炉给水泵故障改进措施

3.1调整装置系统

系统的调整是提升给水泵故障处理的重要方式，在装置调整的过程中，要求二级锅炉给水泵分别向四个汽包供水，以供应流量的优化作为基础，使各个汽包管理系统得到优化，为泵流量提供稳定，避免小流量工况，采取阀门调整的管路特性。对于炼油厂车间工艺调整操作，在装置系统调整时，应采取满足取热汽包、分馏V1402A汽包、分馏V1402B汽包用水情况，运用控制阀后，以手阀调整管路并控制流量，避免给水泵流量变化，保证给水泵的稳定运行[4]。

3.2给水泵的更换

余热锅炉给水泵在运行过程中，若故障严重且修护效果不佳，应结合实际情况进行更换，并从长远角度考虑，选择更加合理的性能泵要求，为装置工况的优化提供基础。因此，在更换给水泵的过程中，应了解给水泵的外特性，如泵的最高效率点、流量运行稳定要求等，保证各项数据达标才可以避免二次流问题的产生，使给水泵运行更加稳定。对于泵性能曲线，确保平坦且小流量工况，减少调节范围对抽空有约束的作用。

给水泵更换所包含的内容较多，且具备复杂性，要想提升问题处理的效果，应选择适合小流量运行的水力特征，检测新给水泵水力设计，按照小流量运行工况设计，提升叶轮流速，尽可能地避免小流量工况时液流对叶轮叶片的冲角超过临街冲角。同时，通过单双平衡鼓的运用，轴向力平衡装置的选择需适应系统需求，尤其是在小流量工况工作过程中，轴向力在不断增大，但泵的扬程增大，平衡鼓前后压差增值，可通过对平衡力控制轴向力。然而，平衡鼓的平衡原理是面积效应，任何工况轴向力变化都可以实现同步。若选择双平衡鼓，小鼓能和单平衡鼓同步平衡轴向力，但其增值通常在50%左右，残余的轴向力增值由止推轴承受，若承载能力达到标准，双平衡鼓的选择更加合理，性能远比氮平衡鼓。此外，在当前基础上，为提升运行的可靠性，应结合泵转子的刚度，尽可能地选择泵轴长径比应大于0.042，即便存在较大径向力干扰时，可保证泵转子运行的稳定性，并充分展现给水泵的性能，为炼油厂余热锅炉的安全稳定运行提供保障。

结束语：总而言之，炼油厂余热锅炉给水泵故障的产生原因是泵在水流工作的二次流，而二次流产生的轴向心力增值和径向导致泵故障停机。在故障处理的过程中，应根据系统运行情况作出合理调整，并从长远考虑，如重新选择性能适合的离心泵，保证其性能达标，并制定针对性故障防范措施，为余热锅炉提供良好的运行条件。

参考文献

[1]邱桂洲.某电厂9E余热锅炉高压给水泵故障处理方法[J].科技创新与应用,2020(11):137-138.

[2]王峦,赵杰,孟繁增等.危险废物焚烧炉余热锅炉给水泵的变频改造探讨[J].环境卫生工程,2019,24(04):64-66.

[3]白章琪.余热锅炉给水泵故障分析及处理[J].云南化工,2019,43(01):72-74.

[4]马嵩山,李伟航.炼油厂余热锅炉给水泵故障分析[J].水泵技术,2020(05):37-39.