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摘 要：通过对300MW火电机组给水泵组的配置和运行情况的调研，分析了汽动给水泵转动部件卡涩的原因，主要有中、低压给水系统及泵芯包内部清洁度差，给水泵芯包动静间隙小，启动时暖泵不良等，在此基础上提出了泵组转动部件卡涩的防范措施，如做好系统管道的冲洗工作，适当加大给水泵动静间隙，泵组投运前充分暖泵。
关键词：汽轮机；给水泵；转动部件；卡涩
本电厂投产的300 MW 超临界汽轮发电机组配置了2 台50% 容量的汽动给水泵以及1台50%容量的液力调速电动给水泵。机组正常运行时用汽动给水泵，电动给水泵通常只在机组启动或1 台汽动给水泵出现故障时才投用。汽动给水泵在大型汽轮发电机组上得到广泛应用，但其在新建机组启动调试阶段由于各方面条件的不完善，在启动时低速暖机或热态停泵及盘车过程中容易造成泵组卡涩。一般在泵转动部件卡涩后都采用蒸汽直接冲转，但如果冲转失败则必须将给水泵芯包解体处理，因现场无拆卸专用工具而需将芯包返厂处理，其处理时间至少要4～7 天，严重影响工程进度。另外，强行冲转时如果进汽量控制不当，将会对小汽轮机转子、叶片、联轴器的工作寿命产生不利影响。为了使汽动给水泵组调试和运行顺利进行，以确保机组安全稳定运行，本文针对机组启动调试和试生产过程中经常出现的汽动泵组启动或停止时泵转动部件卡涩现象加以分析研究，找出行之有效的防范和解决办法。
1 汽动给水泵组的配置
本厂300 MW 超临界机组引进型给水泵制造厂家主要有沈阳水泵厂引进美国FPD 公司技术生产的HDB 型给水泵，驱动给水泵的小汽轮机制造厂家是上海汽轮机厂，采用电动机通过齿轮减速装置来驱动。
2 泵组转动部件卡涩原因分析
2.1设备及管道系统比较庞大和复杂
中、低压给水系统及泵芯包内部清洁度差新建机组的凝汽器、凝结水及给水系统在投运前虽然进行过水冲洗和碱洗，但由于设备及管道系统比较庞大和复杂，必然有一些死角和残杂物存在，因此在投运初期热态运行过程中经常有焊渣、铁锈等硬质颗粒进入泵体，加之给水泵芯包在制造时也容易遗留一些铸砂、金属屑之类的硬质颗粒，这些微粒在通过泵内级间水封间隙时，由于水流冲刷不够而停滞，其尺寸与水封间隙相当便塞住间隙，从而导致泵体动静部分研磨，造成泵转动部件卡涩，尤其在汽动泵组热态停泵投低速盘车时易出现此类情况。一旦发生给水泵卡涩即难以盘动，只能解体检修或返厂处理，新机组在启动调试过程中出现卡涩的给水泵大多数均在解体后发现有硬质颗粒卡在动静间隙之间，这是造成泵转动部件卡涩的主要原因。
2.2 给水泵芯包动静间隙不合理
除了硬质颗粒杂质造成给水泵转动部件卡涩，芯包动静间隙尺寸不合理也会引起给水泵转动部件卡涩。当泵芯包动静间隙不足时，由于泵叶轮材质为不锈钢材料，最初硬质颗粒进入泵芯内造成动静部分先磨损，最后演变成泵组芯包动静部位直接碰磨，特别是在低速盘车时，摩擦产生粘连或颗粒挤压造成泵转动部件卡涩。当泵芯包动静间隙过大时，虽然不易发生转动部件卡涩，但会使泵的容积损失增大，泵的效率降低，经济性变差，这也是不可取的。给水泵芯包动静间隙不合理主要有两方面的原因：一方面是设计人员在设计时将间隙定得过小所致；另一方面，也可能是在芯包的制造、安装及检修过程中动静间隙调整不符合规定造成的。
2.3 启动时暖泵不良
通常，汽动给水泵两端几乎都是由36 ℃左右的凝结水来提供密封水，当给水温度大于110 ℃时，启动汽动给水泵组前必须进行暖泵，暖泵水温约为160 ℃，由于暖泵管径较小，给水泵两端的密封水压力若调整不当，温度较低的密封水将进入泵内，造成泵体热分层，引起筒体变形，使转子静扰度变大。
2.4 设计不合理，小汽轮机与水泵不匹配
小汽轮机要求在启停时必须投低速盘车，而给水泵要求启停时最好不盘车，如要盘车则需提高盘车速度，即对于给水泵需取消盘车或设计为高速盘车（盘车转速大于100 r/min）。但这种设计在新机组投运初期或大修后初期还会出现一些投低速盘车就会使泵芯卡涩现象，使泵组不敢轻易投盘车，严重影响机组正常运行，所以我厂已取消盘车装置。
3 泵组转动部件卡涩的防范措施
3.1 做好系统管道的冲洗工作
凝结水、除氧给水系统清洁是机组调试过程中一项十分重要的工作，因此在试运初期，应对低压给水管路、高压给水管路、暖泵水管路等各管路系统进行分段水冲洗，并适当加大管路水冲洗时间，不能留有死角存在，最终确保给水泵前的管道系統和设备无杂质残留。另外，应重视前置泵及给水泵进口滤网的制造及安装工艺质量，并在运行初期勤检查、勤冲洗清理，以确保给水泵安全可靠运行。
3.2 确保泵芯包留有合理的动静间隙
合理的动静间隙对泵组的安全经济运行至关重要。除了制造厂在制造过程中需要优化工艺，确保泵芯包动静间隙符合设计要求外，在泵组安装和检修过程中要按规定调整动静间隙，并确保间隙均匀减少转动部件卡涩的发生的几率。
3.3 泵组投运前充分暖泵
在泵组试运前，应对暖泵系统的各阀门及管路进行检查，若达不到厂家的要求需对孔板尺寸重新确定，以保证暖泵系统工作正常。在暖好泵的情况下，用提前启动前置泵的方法对给水泵进行大流量暖泵处理，待泵体上下壳温度差小于20 ℃后再启动给水泵。另外，按设计要求增加暖泵时间，在时间允许的情况下不间断地进行暖泵，控制好密封水压差确保泵体暖得充分，避免发生热分层现象。泵组投入运行后，应仔细检查地脚螺栓有无松动，热胀滑销是否正常，必要时应采用相应措施调整。
4 结束语
目前，本电厂300 MW 机组引进型给水泵制造厂家生产的给水泵基本可以满足机组运行的实际需要，运行管理水平有很大的提高，近2 年没有因给水泵产品质量发生大的事故，但是在新投产机组中仍然可能存在汽动给水泵组卡涩现象的发生。其中，大部分卡涩是由于中低压给水系统清洁度差造成的。因此，做好试运前期工作，减少中、低压给水管道中的硬质颗粒是防止汽动给水泵卡涩的重要措施。但是，对于低速盘车汽泵的防卡从某种角度讲可能比高速盘车的更难防范。另外，从目前给水泵的密封水系统的设计来看也存在着卡泵的隐患，如凝结水温度较低让其作为密封水进入给水泵轴端后有可能会引起泵轴局部区域冷却过快而变形，这些问题仍有待进一步分析、探讨。
关键词：汽轮机；给水泵；转动部件；卡涩
本电厂投产的300 MW 超临界汽轮发电机组配置了2 台50% 容量的汽动给水泵以及1台50%容量的液力调速电动给水泵。机组正常运行时用汽动给水泵，电动给水泵通常只在机组启动或1 台汽动给水泵出现故障时才投用。汽动给水泵在大型汽轮发电机组上得到广泛应用，但其在新建机组启动调试阶段由于各方面条件的不完善，在启动时低速暖机或热态停泵及盘车过程中容易造成泵组卡涩。一般在泵转动部件卡涩后都采用蒸汽直接冲转，但如果冲转失败则必须将给水泵芯包解体处理，因现场无拆卸专用工具而需将芯包返厂处理，其处理时间至少要4～7 天，严重影响工程进度。另外，强行冲转时如果进汽量控制不当，将会对小汽轮机转子、叶片、联轴器的工作寿命产生不利影响。为了使汽动给水泵组调试和运行顺利进行，以确保机组安全稳定运行，本文针对机组启动调试和试生产过程中经常出现的汽动泵组启动或停止时泵转动部件卡涩现象加以分析研究，找出行之有效的防范和解决办法。
1 汽动给水泵组的配置
本厂300 MW 超临界机组引进型给水泵制造厂家主要有沈阳水泵厂引进美国FPD 公司技术生产的HDB 型给水泵，驱动给水泵的小汽轮机制造厂家是上海汽轮机厂，采用电动机通过齿轮减速装置来驱动。
2 泵组转动部件卡涩原因分析
2.1设备及管道系统比较庞大和复杂
中、低压给水系统及泵芯包内部清洁度差新建机组的凝汽器、凝结水及给水系统在投运前虽然进行过水冲洗和碱洗，但由于设备及管道系统比较庞大和复杂，必然有一些死角和残杂物存在，因此在投运初期热态运行过程中经常有焊渣、铁锈等硬质颗粒进入泵体，加之给水泵芯包在制造时也容易遗留一些铸砂、金属屑之类的硬质颗粒，这些微粒在通过泵内级间水封间隙时，由于水流冲刷不够而停滞，其尺寸与水封间隙相当便塞住间隙，从而导致泵体动静部分研磨，造成泵转动部件卡涩，尤其在汽动泵组热态停泵投低速盘车时易出现此类情况。一旦发生给水泵卡涩即难以盘动，只能解体检修或返厂处理，新机组在启动调试过程中出现卡涩的给水泵大多数均在解体后发现有硬质颗粒卡在动静间隙之间，这是造成泵转动部件卡涩的主要原因。
2.2 给水泵芯包动静间隙不合理
除了硬质颗粒杂质造成给水泵转动部件卡涩，芯包动静间隙尺寸不合理也会引起给水泵转动部件卡涩。当泵芯包动静间隙不足时，由于泵叶轮材质为不锈钢材料，最初硬质颗粒进入泵芯内造成动静部分先磨损，最后演变成泵组芯包动静部位直接碰磨，特别是在低速盘车时，摩擦产生粘连或颗粒挤压造成泵转动部件卡涩。当泵芯包动静间隙过大时，虽然不易发生转动部件卡涩，但会使泵的容积损失增大，泵的效率降低，经济性变差，这也是不可取的。给水泵芯包动静间隙不合理主要有两方面的原因：一方面是设计人员在设计时将间隙定得过小所致；另一方面，也可能是在芯包的制造、安装及检修过程中动静间隙调整不符合规定造成的。
2.3 启动时暖泵不良
通常，汽动给水泵两端几乎都是由36 ℃左右的凝结水来提供密封水，当给水温度大于110 ℃时，启动汽动给水泵组前必须进行暖泵，暖泵水温约为160 ℃，由于暖泵管径较小，给水泵两端的密封水压力若调整不当，温度较低的密封水将进入泵内，造成泵体热分层，引起筒体变形，使转子静扰度变大。
2.4 设计不合理，小汽轮机与水泵不匹配
小汽轮机要求在启停时必须投低速盘车，而给水泵要求启停时最好不盘车，如要盘车则需提高盘车速度，即对于给水泵需取消盘车或设计为高速盘车（盘车转速大于100 r/min）。但这种设计在新机组投运初期或大修后初期还会出现一些投低速盘车就会使泵芯卡涩现象，使泵组不敢轻易投盘车，严重影响机组正常运行，所以我厂已取消盘车装置。
3 泵组转动部件卡涩的防范措施
3.1 做好系统管道的冲洗工作
凝结水、除氧给水系统清洁是机组调试过程中一项十分重要的工作，因此在试运初期，应对低压给水管路、高压给水管路、暖泵水管路等各管路系统进行分段水冲洗，并适当加大管路水冲洗时间，不能留有死角存在，最终确保给水泵前的管道系統和设备无杂质残留。另外，应重视前置泵及给水泵进口滤网的制造及安装工艺质量，并在运行初期勤检查、勤冲洗清理，以确保给水泵安全可靠运行。
3.2 确保泵芯包留有合理的动静间隙
合理的动静间隙对泵组的安全经济运行至关重要。除了制造厂在制造过程中需要优化工艺，确保泵芯包动静间隙符合设计要求外，在泵组安装和检修过程中要按规定调整动静间隙，并确保间隙均匀减少转动部件卡涩的发生的几率。
3.3 泵组投运前充分暖泵
在泵组试运前，应对暖泵系统的各阀门及管路进行检查，若达不到厂家的要求需对孔板尺寸重新确定，以保证暖泵系统工作正常。在暖好泵的情况下，用提前启动前置泵的方法对给水泵进行大流量暖泵处理，待泵体上下壳温度差小于20 ℃后再启动给水泵。另外，按设计要求增加暖泵时间，在时间允许的情况下不间断地进行暖泵，控制好密封水压差确保泵体暖得充分，避免发生热分层现象。泵组投入运行后，应仔细检查地脚螺栓有无松动，热胀滑销是否正常，必要时应采用相应措施调整。
4 结束语
目前，本电厂300 MW 机组引进型给水泵制造厂家生产的给水泵基本可以满足机组运行的实际需要，运行管理水平有很大的提高，近2 年没有因给水泵产品质量发生大的事故，但是在新投产机组中仍然可能存在汽动给水泵组卡涩现象的发生。其中，大部分卡涩是由于中低压给水系统清洁度差造成的。因此，做好试运前期工作，减少中、低压给水管道中的硬质颗粒是防止汽动给水泵卡涩的重要措施。但是，对于低速盘车汽泵的防卡从某种角度讲可能比高速盘车的更难防范。另外，从目前给水泵的密封水系统的设计来看也存在着卡泵的隐患，如凝结水温度较低让其作为密封水进入给水泵轴端后有可能会引起泵轴局部区域冷却过快而变形，这些问题仍有待进一步分析、探讨。