馬頭發(fā)電總廠3,4號(hào)機(jī)型號(hào)為N100-90/535,為北京重型電機(jī)廠制造的高壓雙缸、沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī),配備4臺(tái)DG270-140C型鍋爐給水泵,設(shè)備編號(hào)分別為21,22,23,24號(hào)。給水泵的參數(shù)為,入口壓力0.6 MPa,出口壓力14.3 MPa,流量420 t/h,轉(zhuǎn)速2 989 r/min,軸功率2 214 kW,軸端采用盤根(XS550Cu-B)密封。
21號(hào)給水泵曾發(fā)生過軸套磨損變形凸起及斷軸事故。事故牽涉到軸端盤根材質(zhì)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式及泵軸缺陷等方面的原因,對此進(jìn)行了分析并提出相應(yīng)的處理方案。
1 故障原因分析
(1) 軸端盤根材質(zhì)不合適
故障前,21號(hào)給水泵軸端盤根采用16 mm×16 mm橡膠石棉盤根,型號(hào)為XS550Cu-b(內(nèi)含銅絲),其規(guī)定的使用溫度≤550℃,使用壓力≤7.8 MPa,線速度≤8 m/s,而21號(hào)給水泵軸套處的實(shí)際線速度為18.68 m/s。由于盤根與軸套摩擦,露出銅絲,在高線速度情況下,加劇了摩擦發(fā)熱,使橡膠發(fā)粘膨脹,與軸的摩擦力增大。因摩擦而迅速產(chǎn)生的熱量無法散出,使軸套溫度升高,在平衡盤21.66 t軸向推力作用下,軸套變形凸起變粗。變粗后的軸套又加劇了與盤根的摩擦。這樣惡性循環(huán),最終導(dǎo)致軸套磨損,部分葉輪、卡圈碰撞咬合。
(2) 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式不合理
DG270-140C型給水泵是沈陽水泵廠對DG270-140型給水泵增容改造后的產(chǎn)品,為分段式多級(jí)離心泵,轉(zhuǎn)子平衡機(jī)構(gòu)采用平衡盤外設(shè)推力軸瓦的完全平衡方式。動(dòng)盤由動(dòng)盤后軸套的雙層螺母來固定,這樣動(dòng)盤平衡軸向推力的強(qiáng)大反作用力(約21.7 t)完全傳遞給動(dòng)盤后的軸套,盤根與軸套摩擦發(fā)熱后,在軸向推力作用下軸套極易過載變形,造成動(dòng)盤松動(dòng),半竄量(平衡間隙)增大,致使平衡盤平衡軸向推力的作用失效。
(3) 泵軸存在缺陷
故障中,泵軸從距檔套乙軸肩40 mm處斷裂,金屬著色探傷后確認(rèn),泵軸為疲勞斷裂,泵軸表面存在組織缺陷。泵組啟動(dòng)后,缺陷發(fā)展引起泵軸晃度增大,導(dǎo)致動(dòng)靜摩擦,泵軸受力過載斷裂。