350 MW机组汽动给水泵出力不足的分析与处理

田 平，李晓鹏，桂景海

（酒钢集团宏晟电热有限责任公司，甘肃嘉峪关 735100）

前言

某4×350 MW 电厂，每台机组的高压给水系统采用2×50%BMCR（锅炉最大出力工况）的汽动给水泵组，两台机组共用1×50%BMCR 的电动调速给水泵组。给水泵汽轮机在锅炉BMCR 工况，采用双机并联运行，当给水泵单台运行时，给水泵汽轮机能随给水泵超负荷运行，供给锅炉60%THA 给水量。其汽动给水泵组由给水泵汽轮机、给水泵组成，其中,给水泵汽轮机采用NK50/56 型、单缸、单流、单轴、反动、纯凝汽式给水泵汽轮机，给水泵采用HPT200-330M-6S型、节能多级清水离心泵。

按照设计说明，给水泵汽轮机采用3 路汽源驱动，其中正常运行汽源为主汽轮机四级抽汽，可接带30%～120%THA 负荷，备用低负荷汽源为辅助蒸汽，可接带0%～50%THA 负荷，为启动调试用汽，备用高压汽源为低温再热蒸汽（主机高压缸排汽），3种汽源间切换为无扰切换。3 种汽源运行参数见表1。

表1 汽源运行参数

2018 年6 月起，给水泵汽轮机性能劣化趋势明显，在机组负荷75%以上时，给水泵汽轮机进汽压力高于1 MPa,进汽温度低于290 ℃，低调阀开度95%以上，且进汽压力与温度连续波动，根据汽源参数判断，均存在低温再热蒸汽汽源频繁介入,造成给水泵汽轮机出力不足。检修人员按照常规检修工艺，对给水泵汽轮机进行了汽封间隙调整、零部套清扫，并对给水泵芯包进行了返厂维修，但仍未解决。

1 汽动给水泵出力不足原因确认

通过对该厂给水泵汽轮机低温再热蒸汽频繁介入、给水泵汽轮机出力不足的问题进行分析，排除常规检修工艺问题，主要有以下三点原因。

1.1 给水泵汽轮机低调阀重叠度偏差，造成低调阀开度大[1]

按照给水泵汽轮机低调阀设计说明，其设计有5 个阀芯，由扁担同时上、下操作，根据阀芯的门杆长度，自行控制阀门开启点与行程，设计行程与低调阀结构见图1。

图1 低调阀重叠度

通过对低调阀进行解体、测量发现，因长期运行中，蒸汽吹损、机械摩擦、螺距松动，造成各门杆行程增加，见图2。

图2 门杆行程

表2为该厂#1机组A 给水泵汽轮机低调阀测量数据，从数据中可知，因低调阀各门杆行程增加，造成低调阀开度变大。以#1 门头为例，原设计在低调阀开至4 mm 时，#1 门头开启，因#1 门头行程增加，造成了在低调阀开至6 mm 时，#1 门头才开启，其他#2至#5门头同理，导致低调阀需提高开度才能使给水泵汽轮机获得原设计的蒸汽压力与流量。

表2 #1机组A给水泵汽轮机低调阀测量数据 单位:mm

1.2 汽动给水泵进汽逆止阀阀瓣掉落

如图3所示，汽动给水泵进汽管道由四级抽汽、低温再热、辅助蒸汽三路汽源接带，正常运行期间，通过关闭电动阀门、投入连锁操作，隔断低温再热、辅助蒸汽汽源，仅由四级抽汽汽源接带，在四级抽汽汽源不足以接带负荷时，自动投入低温再热汽源。由于在运行过程中，需结合目前新能源消纳要求，随着机组负荷变动而调整给水流量，汽动给水泵的转速需不断进行调整，进汽参数随之变动，四级抽汽的逆止门阀瓣会因气流量变化而不断摆动，造成阀瓣的门轴长期频繁磨擦而磨损，最终造成断裂导致阀瓣掉落。

图3 进汽系统与汽源反窜

因四级抽汽至A 汽动给水泵逆止门阀瓣掉落，造成四级抽汽至A 给水泵汽轮机汽源堵塞，汽源不足，低温再热汽源至A汽动给水泵汽源投入，并且由于低温再热汽源压力大于四级抽汽汽源，通过四级抽汽至A 汽动给水泵逆止门反窜至B 汽动给水泵，导致A 汽动给水泵低调阀开度大、低温再热汽源介入，同时B汽动给水泵四级抽汽汽源增加，此问题造成：A 汽动给水泵出力不足，B 汽动给水泵出力增加，A、B汽动给水泵进汽温度同时下降[2]。

1.3 汽动给水泵内汽封体变形错位

经对汽动给水泵进行揭缸检修发现，汽动给水泵室内存在零星滤网碎片、螺杆、螺帽等杂物，对进汽通道造成少量堵塞，同时，内汽封总成（平衡活塞汽封）动、静叶汽封全部磨损断裂，且磨损、断裂严重，造成汽封间隙变大，导致汽耗偏高。

按照设计说明要求，平衡活塞汽封间隙要求为：动齿单边0.65 mm～0.92 mm，静齿单边0.85 mm～1.12 mm。参考汽轮机汽封间隙要求，此间隙相对较大，判断汽封齿磨损的原因与转子对汽缸洼窝中心无关，通过对内汽封体进行上、下半进行合体、空扣外缸检查发现，平衡活塞汽封体上、下半有明显错位，造成动、静部位发生磨擦，导致汽封齿在高速旋转下出现破损。见图4。

图4 汽封错位

2 汽动给水泵出力不足解决对策及实施

通过对该厂汽动给水泵低温再热蒸汽汽源频繁介入、汽动给水泵出力不足的问题原因进行分析后，得出结论，造成汽动给水泵出力不足的主要原因是：汽动给水泵低调阀重叠度偏差，进汽管道逆止门阀瓣掉落汽源反窜，内汽封体变形。以上问题造成了进汽量不足、汽耗量增大，解决以上问题的根本为：恢复低调阀原设计重叠度、修复进汽系统阀门、消除汽封体变形。

2.1 低调阀重叠度偏差大的解决方案

考虑到低调阀在制造中的复杂工艺与经济因素，排除对门杆、门头进行加工的方式，采取现场手工钻取门头与门杆的定位销（定位销见图2），重新定位后，钻孔装配定位销的方式进行调整，对给水泵汽轮机低调阀#1～#5 门头进行行程测量，按照设计要求重新定位。

2.2 进汽管道逆止门阀瓣掉落的解决方案

此问题解决工艺为常规阀门检修工艺，现场采取提高销轴材质（建议采取汽轮机报废螺栓，其材质硬度较高）方式对逆止门销轴进行高材质替换，或者整体更换高一等级逆至门的方式解决此问题，并定期对逆至门进行检查。

2.3 内汽封体错位的解决方案

通过对内汽封体上、下半把合，单独装配至给水泵汽轮机下缸内，采用汽轮机安装工艺，洼窝中心拉钢丝，利用内径千分尺多点测量，记录、计算径向错位量，根据变形量计算与调整，见图5。洼窝钢丝安装后，测量前、后洼窝钢丝中心，将前、后洼窝处的钢丝调整至A=B=C；钢丝拉设并调整好后，利用钢丝测量内汽封体上、下半的中心A1、A2、B1、B2、C1、C2，并调整至A1=A2，B1=B2，C1=C2，其中A1 与A2、B1 与B2 的调整，通过以内汽封体下半为基准，左右移动上半的方式进行调整，移动量按照（A1-A2）/2 与（B1-B2）/2 的计算结果为依据综合考虑，哪边小向哪边移动，C1 与C2 的调整，通过加减内汽封体水平中分面的调整垫片的方式进行调整；调整完成后，以内汽封体下半左右两侧定位销孔为基准，重新钻配上半销孔，再对磨损汽封齿进行拆卸、更换，调整间隙。

图5 汽封体调整

3 实施效果

2020年10月份,对#1机组A、B 给水泵汽轮机实施上述方案，再按照常规检修工艺进行回装、联轴器连接等工作。

在机组正常运行后进行检修前后数据收集对比，检修前330 MW 工况下，A 给水泵汽轮机低调阀开度95%，B 给水泵汽轮机80%，冷段汽源介入，进气压力1.1 MPa，温度280 ℃，检修后负荷330 MW时，A、B 给水泵汽轮机低调阀开度均60%左右，进气压力0.8 MPa，温度340 ℃，冷段汽源未介入，给水泵汽轮机低温再热蒸汽汽源频繁介入、给水泵汽轮机出力不足的问题得到解决。对比数据见表3。

表3 修前修后对比数据

4 结束语

根据对该厂给水泵汽轮机进汽量不足、汽耗量增大问题的原因分析与处理，有效地解决了给水泵汽轮机低温再热蒸汽汽源频繁介入、给水泵汽轮机出力不足的现象。给水泵汽轮机出力不足的原因诸多，查找分析造成出力不足的原因是解决问题的根本。通过分析与处理过程中的实践和总结，针对进汽量不足、汽耗量增大而造成的给水泵出力不足问题，对于其他给水泵汽轮机同类型问题，此方案有参考作用。