炉水泵电机运行温度高频繁故障分析.pdf

第 l 2 卷 2 0 1 0 年 第 7 期 电 力 安 全 技 术 A 炉水暴电机运行滠麋熹频繁故障分耩 刘建 国 刘振联 欧阳志葵 康文建 国电益阳发 电有限公 司 湖南 益 阳4 1 3 0 0 0 摘 要 在多次 出现炉水泵电机运行温度 高和解体检修的情况下 分析 了问题 发生的主要原因是 炉水 泵电机腔 内进入污物 采取在泵底加装排污管阀定期排污和在 电机内循环冷却水系统中加装外置过滤器收集 污物 并定期清洗过滤器等措施 收到 良好效果 关键词 炉水泵电机 温度高 污物 l 设备简介 超临界直流锅炉在启停过程 中或在负荷小于或 等于 3 0 MCR时 水冷壁出 口不是干蒸汽而是汽 水混合物 因此直流锅炉设有启动系统 汽水分离 装置布置在水冷壁出口与过热器之间 将分离出来 的蒸汽送入过 热器 系统 分 离出来的水进入 储水 箱 由炉水循环泵送至省煤器 水冷壁 形成 内循 环 或者将分离出来的炉水经 3 6 l 阀减温 减压后 回收至给水回热系统 或者将分离出来的炉水经专 用扩容器后直接开式排大气 不 回收 由于带炉水 循环泵的系统具有启停经济 锅炉水循环 良好 启 停 响应速度快 操作灵活等优点而被很多大型锅 炉 特别是超临界锅炉所采用 但是 炉水循环泵 在运行中常出现 电机高温跳 闸而停用或损坏 电机的 事件 某 6 0 0 Mw 超临界直流锅炉启动系统的炉水泵 型号为 LUVAK2 5 0 3 o o l 配套 电机 Luv5 2 DQ 3 0 6 0 5 为带 鼠笼式转子的三相潜水电机 额定 功率为3 0 0 k W 额定 电压为6 k V 额定转速为2 9 4 8 r mi n 泵与 电机构成的封闭偶联装置垂直安装在 锅炉启动系统储水箱的底部 电机安装在泵的正下 方 两者水室相通 等压 两者 中间有一个热屏蔽 冷却水装置 将泵的热部分与电机的冷部分隔开 整个 电机浸在水 中 运行 中电机 的热量 由水带走 泵运转时将电机腔冷却水送往高压冷却器 形成强 制内循环 当电机腔出口冷却水温度达 6 0 时发出 报警 温度达到 6 5 时电机跳闸 停止 另外 启动 系统中有冷却水低流量保护信号等以保证设备安全 2 故障描述 2 0 0 7年 1 2 月 机组 1 6 8 h期间 炉水泵电机温 度高达 6 5 保护动作停运 检查清洗内循环冷却 水人 口滤 网 再次启用炉水泵 重新运行不到 1 h 电机温度就高达 6 0 摇表测量 电机绝缘为 0 送原生产厂商 德 国KS B 检测修理 2 0 0 8年 6 月 另一机组 1 6 8 h期间 炉水泵 电 机温度高达 6 0 报警 吸取前面的教训不再重投炉 水泵 停炉后外送检测修理 2 0 0 9年 5月 1 台炉准备停运 启动炉水泵运 行不到 1 h 电机温度高达 6 l 停炉后外送检查 修理 2 0 0 9 年 8 月 1 台炉水泵运行不到 2 h 电机温 度高达 6 3 停炉后外送检查修理 2 0 0 9 年 9 月 1 台炉水泵运行不到 4 5 mi n 电 机温度高达 6 0 停运炉水泵 检查清洗冷却水系 统滤网 注水后再试启动 约 2 0 mi n后炉水泵温度 直线上升 就地摇测绝缘仅 1 5 M Q 设备启动绝缘 正常值应大于或等于 2 0 0 M 第 2天摇表测量电 机绝缘仍不合格 外送修理 鉴于上述情况 解体检查设备 发现炉水泵的 入 口 过滤器等处有大量污泥脏物 甚至下部推力 瓦磨损 定子绕组损伤 此外 每 次修好的炉水泵 电机使用几次后 就会不同程度地 出现电机运行温 度高等不正常现象 3 故障分析 电厂 目前使用的炉水泵及 电机一般都是国外进 口的先进设备 出厂前经过了严格检查和有关试验 现场安装 投用前 炉水泵 电机腔注水 调试 试车 等过程均有厂商专家现场指导 并按厂商说明书要 求投用 在运行初期炉水泵及电机均是正常 的 故 障停炉后解体检查发现 泵入 口底部 电机内循环 一 一 A而 电 力 安 全 技 术 第 l 2 卷 2 0 1 0 年 第 7 期 冷却系统入口滤网处积有较多污物 电机定子绕组粘 着污物 这些事实表明 电机腔水质是不合格的 污物附在 电机绕线上会直接影响电机工作时产 生的热量的传递 导致电机运行不久就显示 电机温 度过高 污物过多时会堵塞 电机冷却流道 入 口滤 网 造成电机冷却水量不足 导致 电机温度升高 如 不及时停运将烧坏电机 此外 电机在含污物的水 中高速运转 机械杂质会磨损转子及定子绕组线圈 破坏电机绝缘 缩短其寿命 出现绝缘不合格 致 使 电机不能继续使用 同时 含污物水也会破坏 电 机上下轴承和其他转动部件 使电机运转异常 磨 坏轴承和转动部件产生的磨屑进一步污染冷却水质 可见 电机腔室存在污物是 电机温度升高的主要原 因 因此 对污物来源的可能性进行了分析 1 电机腔注水水质 良好 炉水泵没有参加新装锅炉水压试验与酸洗 炉 水泵安装投用前又对循环冷却水系统进行了严格地 检查 清洁和有关试验 炉水泵 电机腔注水及注水 后从溢流管流出的水是合格的 说明电机腔系统注 水后的水质是没有 问题 的 2 电机腔注水控制不当 如果电机腔注水速度太快 将含气水带人腔室 或致使腔室死角的空气没有排出 当锅炉进水后 启动炉水泵电机带负荷运行 电机高速运转 承载 着较大轴向力的下轴瓦因水 中气泡的存在可能会发 生轴瓦与旋转部件间水膜不 良而碰磨 碰磨将损坏 轴瓦 磨 出瓦屑 产生污物 导致电机腔水质变坏 并随运行时间增长而不断恶化 此外 由于气有隔 热作用 含有气泡的水会使 电机运行 中产生的热量 传递不 良 导致 电机运行温度高 3 炉水中的污物进入电机腔 超临界直流锅炉 的循环倍率为 l 给水变成送 入汽轮机的过热蒸汽一次完成 中间无排污系统 相 比自然循环锅炉而言 对水质要求更高 若炉水 含有杂质 特别是新装锅炉 因煮炉 酸洗钝化 冲 洗不彻底或运行中受热金属内表面产生的化学物质 会被水冷管出 口蒸汽携带 即使锅炉在直流状态 炉水泵停运的情况下 储水箱底部的炉水泵入 口也 会积聚从分离器管道系统来的凝结水及汽水中的污 物 尽管直流状态分离器起蒸汽联通器的作用 但 水冷壁出口蒸汽携带溶解浊物在分离器离心力的作 用下 会将 比汽更重的污物留下 并与此段管道冷 却产生的凝结水一同落人底部储水箱 这就是锅炉 一 一 长久运行 中储水箱存在凝结水和储水箱 中的水可能 更脏的原因之一 炉水泵停运时 沉积在泵 口的污物相对静止 由于污物松散且有粘附1生 污物靠 自重从平衡孔进 入较小泵轴问隙沉入 电机腔 造成电机不安全运行 的几率不大 但当锅炉负荷小于或等于 3 0 MCR 时 水冷壁出口为汽水混合物 湿态 启动炉水泵运 行 叶轮旋转 沉积在叶顶污物被离心力推出压 向 泵的出 口 泵心污物则受吸入 口瞬时进水轴向力和 自体重力作用从平衡孔沿转轴间隙压入 电机腔 造 成电机腔水质污染 因此 采取措施防止污物进入电机腔 或将进 入电机腔的污物收集 而不影响炉水泵的正常运行 是解决问题的关键 4 治理措施 4 1 维修方面 1 全面检查炉水泵电机 内循环冷却水系统 消除缺陷 冲洗粘附的污物 2 检查 消缺 整改炉水泵外部冷却水管道 系统 疏通流道 洗净污物 3 检查修理炉水泵及 电机本体 更换损坏失 效零部件 按制造商出厂标准检验 4 2 技术改造方面 1 在 电机腔顶 泵底 原溢水管安装 1 个三通 其出口一路仍接原溢流管阀 执行炉水泵电机腔注 水时溢流排水功能 另一路接排污管阀至疏水扩容 器 执行定期排污功能 且规定每次启动炉水泵前 必须排污 以排除聚积在炉水泵底部的污物 使其不 能进入 电机腔 2 取消原安装在炉水泵 电机腔室下部冷却水 入 口的小滤网 并在炉水泵电机内循环冷却簪j 苴匕 加 装 1个出力较大的外置过滤器 使 已进入到电机腔 内的污物聚集到过滤器底部 而不影响系统工作 同时 与过滤器平行并联装 1 个旁路 以便必要时清 洗过滤器 又不影响炉水泵电机正常运行 3 在机组停运时间许可或大小修 中 按上述 方案对系统进行技术改造 施工时要注意焊接和工 艺要求 改造后对滤网 阀门进行解体检查和清污 并用压缩空气吹扫管道通路 4 3 运行方面 4 3 1 注水操作 1 注水必须在锅炉上水前进行 确认系统所 第1 2 卷 2 0 1 0 年第 7期 电力 安 全 技 术 有安装或检修工作结束 现场检查系统设备无异常 后 方可进行注水操作 按注水水质要求 用脱气 水 一般为冷凝水 2 5 时卤化物 特别是氯化物 含量小于 0 0 5 o p H大于等于 6 5 固体物质量不 超过 0 0 0 0 2 5 o 水温高于 4 且低于 5 0 并严 格控制注水流速小于或等于 5 L rai n 2 注水至溢流管出水后 点动炉水泵 2 3 次 排除电机腔水 中的气泡 关闭有关阀门 完成注水 操作 炉水泵冷却水 内循环切换走外置过滤器路径 时 关闭旁路 在各阀挂上禁止操作警示牌并上锁 禁止无关人员乱动 4 3 2 排污操作 1 开炉按现场操作规程 锅炉上水后 启动 炉水泵前必须进行排污 时间不少于 6 0 s 启动初始 压力低 水质又差 要适当延长排污时间 2 锅炉在停炉过程中和运行负荷小于3 0 MC R 时 每次启动炉水泵前都必须进行排污工作 时间 为 2 0 S 3 新装锅炉的第 1 年或炉水不 良时 可根据情 况每季排污 1 次 在每季首月 l 号当 日最低负荷 低 参数 时进行 时间为 1 0 S 一般情况下 锅炉正常 直流工况运行时 可不作排污操作 4 4其他方面 1 新机投运时 除进行严格的化学清洗钝化 冲管外 前几次开炉都必须加强系统水冲洗及低压 时的疏水 排污清污 工作 A而 2 每次开炉都要加强水冲洗 排除污物 水 质合格后才可升炉 3 在锅炉备用期间 要加强防腐保养 防止 系统金属腐蚀 产生污物 4 锅炉运行时 要加强化学监督 采取措施 确保水汽合格 5 机组停运备用或检修时 对机组汽水循环 系统进行检查 如检查凝结器水井 清除污物 6 锅炉停用或大小修 中根据具体情况检查清 洗炉水泵外置过滤器 5 结束语 为了阻止污物进入电机腔影响其正常运行 根 据分析研究采取 了 2 道措施 1 炉水泵底定期排污 清除储水箱底沉积的 污物 2 将大面积磁性过滤器接人 电机 内循环冷却 系统 收集进入 电机腔 内或电机长年工作 自身产生 的机械污物 结合其他治理措施进行综合治理后 炉水泵电 机腔室水质干净 该 电厂 6 0 0 MW 超临界锅炉炉水 泵 已经多次在开停炉或低负荷湿态下运行 再没有 发生过 电机温度高等不正常现象 炉水泵及电机运 转正常 可随时投停 能长期安全运行 大大提高 了设备的可靠性 节约了检修费用 收稿 日期 2 0 1 0 0 2 2 5 生 口 5 M中 国有 限公 司 广 l 石 家庄 飞翔材料技术有 限公 司 广 2 苏州工业 园区金 禾电气设备 有限公 司 广 3 广 4 上 海佳 能 电力实业有 限公 司 广 5 广 6 石 家庄 霞光 电力安 全设备有 限公 司 广 7 石 家庄 霞光 电力安 全科技 有 限公 司 广 8 保 定阳光 电力设备 有限公 司 广 9 苏州热工研 究院有 限公 司 广 l 0 南宁市鹏庆 电力器材 有限公 司 广 1 1 石 家庄 申澳 电工安 全工具有限公 司 广 1 2 石 家庄嘉泰 电器金具 有限公 司 广 1 3 宁波天 弘电力器具有 限公 司 广 l 4 河北沈三开 电器制造 有限公 司 广 l 5 东莞市 国网电力设备有 限公 司 广 l 6 目 次 保 定通 力电器设备 有限公 司 广 1 7 陕西华安 电力科技 有限公 司 广 1 8 任 丘市恒创 电工科技 发展 有限公 司 广 1 9 河北天创电气材料制造有限公司