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作者：李颋杨建军 1 循环水泵改造的必要性
华能威海发电有限责任公司#2机组为上海制造的双水内冷125MW火电机组，循环水系统采用2台64LKSA-13型立式斜流泵作为海水取水泵（简称循环水泵），循环水泵参数如下：型号64LKSA-13B、轴功率502kW、流量10188m3/h、扬程11.4m、转速370r/min。循环水泵驱动电动机参数为：型号YL600-16/1730、功率600kW、电压6000V、电流86.5A、转速370r/min、功率因数0.75。 64LKSA-13型斜流泵主轴为垂直布置，通过4只橡胶导轴承约束径向位移。64LKSA-13型循环水泵每小时约向汽轮机凝汽器供给10000吨海水，但是运行时主轴的转动磨擦橡胶导向轴承（循环水泵主轴由四段组成，约十三米长，因此沿主轴高度安装了四支导向轴承，以防止主轴径向摆动），会导致导向轴承升温熔化，随机设计时将主轴外套铸铁套管，套管与轴间通入淡水以润滑、冷却轴和导向轴承，淡水最后经下导向轴承直接排入循环水管道，与海水混在一起，不能回收利用。 在运行中需24小时（即使机组停运，淡水也要继续注入）向循环水泵注入淡水，以润滑冷却导向轴承。可见一台125MW机组配套的两台循环水泵，无论发电与否，均要天天浪费大量淡水。实测两台循环水泵的注入淡水流量为840m3/h。为了节约淡水，非凡是解决海滨电厂用水紧张问题，将循环水泵结构进行改造，采取一定措施，使循环水泵避免海水腐蚀，使用海水代替淡水润滑冷却导向轴承，是我们多年的梦想。 2 循环水泵改造技术 2003年10月，华能威海发电有限责任公司在#2机组大修时，对#2机的甲、乙循环水泵进行了改造，使套管润滑水水源由淡水改为加压海水。
循环水泵改造必须解决两个主要问题：水泵腐蚀与润滑冷却水源。原泵轴、套管、联轴器等附件均为不耐海水腐蚀材质，必须采取防腐或更换耐腐蚀材质的方法进行处理。目前将循环水泵由淡水改为海水润滑冷却的方法主要有两种。一种以山东青岛电厂为代表，青岛电厂300MW机组的循环水泵的改造方法是：第一，青岛电厂将循环水泵主轴由原来的7号钢更换为0Cr18Ni12Mo2材质，此种材质的机械强度和耐腐蚀性能均能长期直接在海水介质中满足使用需要；第二，将原来的橡胶导向轴承改为高强度、耐干磨性能强的加拿大TG公司生产的SXL赛龙轴承（赛龙橡胶轴承基体材质仍为耐海水的HT200Ni2Cr材质，其尺寸应与原设计相同），此类轴承在缺水及断水润化状态可做5min短时间运行，增加了导向轴承的使用寿命和润滑性能，其性能完全可保证在海水中使用，亦保证在泵无润滑水时干起动；第三，将泵主轴联轴器与轴接触部位的表面进行镀铬，其镀铬层厚度不少于0.07mm，并保证镀铬层使用寿命与主轴使用寿命相同。 另一种以威海电厂为代表，对于泵体较大部件仍使用原件，如叶轮室、导叶体、导流片、吐出弯管、基础座、大盖、4只内套管、轴承座支架、7号钢主轴等。但对其所有接触海水部位进行防腐涂料处理，以达到防海水腐蚀目的。对于较小易损、易蚀部件如填料轴套、主轴轴套、套筒联轴器、套筒联轴器止推卡环、连接卡环，叶轮哈夫锁环、橡胶导轴承（材质：HT200-橡胶），填料盒、填料压盖、积水箱等原来半耐海水腐蚀2Cr13,，重新更换为耐海水腐蚀的0Cr18Ni12Mo2（橡胶导轴承改为HT200Ni2Cr-橡胶）材质部件。可见前者改造方法比后者工期长，造价高。 2.1 环水泵解体、防腐 （1）拆掉水泵四周的润滑油管路，冷却水管路。并拆除电机上下机架轴承室端盖及油挡。 （2）测量并记录上下导瓦拆前间隙，拆除上、下导瓦及导瓦装配架，拆卸上机架、冷油器，并吊运到检修场所。 （3）吊出电机转子，将下机架及冷油器吊运到检修场所。 （4）拆卸循环水泵端盖、传动轴、上主轴、中主轴和下主轴、套管、导轴承支架、叶轮室、叶轮。 （5）上、下导瓦、推力瓦清洗、检查。上、下导瓦用煤油清洗干净后，重新进行修刮，使导瓦的接触面积在75以上。 （6）解体叶轮室，测量叶轮与密封环径向间隙。叶轮表面光亮，无锈蚀，未发现裂纹、变形。 （7）更换原来的易蚀部件，重新加工制造为耐海水腐蚀材质。包括填料轴套（与盘根磨擦的轴套）、主轴轴套，套筒联轴器、套筒联轴器止推卡环、连接卡环，叶轮哈夫锁环、橡胶导轴承，填料盒、填料压盖、积水箱等。 8）对泵体大型需刷涂防腐涂料的部件进行喷砂、防腐处理，包括可拆卸件和不可拆卸件。 对于不可拆卸件（下泵体内外、喇叭口、基础座），抽出泵坑内存水后，然后用铲刀清理零件表面，铲去零件表面附着海生物、泥垢、旧防腐层、锈层，露出金属基本表面。其次，利用专用空压机喷砂，空气压力0.8MPa,将零件表面完全打磨干净，露出金属光泽。最后，利用压缩空气吹去零件表面浮尘，刷涂耐海水重防腐专利涂料，固化12小时后刷第二遍，共刷3遍，要求漆层无气泡、鼓包等不良现象，无防腐死角（漆层无未覆盖部分）。 （9）对可拆卸件（套管、轴承座支架、轴、导叶体、叶轮室）运至检修场所进行防腐。首先用铲刀清理零件表面，铲去零件表面附着海生物、泥垢、旧防腐层、锈层，露出金属基本表面。其次，利用专用空压机喷砂打磨，露出金属光泽。最后，利用压缩空气吹去零件表面浮尘，刷涂耐海水重防腐涂料。轴承座、轴承支架等整体分离件在组合后，应对接缝处、螺栓处进行二次防腐，即对安装螺栓时的碰损处、接缝缝隙处再刷一层防腐涂料。喷砂过程中注重四面加挂塑料布，防止沙粒、灰尘飞扬，完工后应仔细清理现场，扫除沙粒。 2.2 复装循环水泵 （1）为防止下主轴轴头腐蚀，除进行必要的防腐处理外，在叶轮顶部加装一个不锈钢罩帽，用不锈钢螺栓固定，对轴头进行双重防腐保护。在叶轮轮毂后面进行防腐处理，对叶轮孔、叶轮内部分轴、键条进行防腐保护。 （2）上、中、下主轴轴套更换为材质为0Cr18Ni12Mo2新的耐腐蚀轴套，按拆卸逆序复装下主轴，套管、橡胶导轴承、联轴器等部件。同时，更换新耐腐蚀联轴器、橡胶导轴承、止推卡环、连接卡环等。安装完新套筒联轴器后，在联轴器两端接缝处刷涂防腐涂料，对内部连接卡环、键条进行保护，之后对联轴器外部进行刷涂防腐涂料处理。 （3）安装循环水泵大盖后，安装填料函、填料压板、积水箱，并进行整体防腐处理，对安装螺栓时的碰损处、接缝缝隙处再刷一层防腐涂料。 （4）吊装电机，依序安装定子、转子、上机架、下机架、导瓦、推力瓦等，调整镜板水平≤0.02mm/m、电机转子摆动度≤0.05mm、电机与泵的对轮中心≤0.05mm，调整电机上导瓦间隙0.05～0.08mm，电机下导瓦间隙0.10～0.15mm；水泵橡胶导向瓦间隙≤0.5mm，并作好各种找正工作。 3 套管冷却泵安装
（1）在循环泵蝶阀坑四周，安装2台（#1、#2）CZ50-160型冷却水泵，并依序装好出入口阀门、滤网、放水阀、热工仪表隔离阀等管路元件，然后进行调试。 （2）装好冷却泵出入水管路，海水水源由乙循环水出水母管，引出材质为10CrMoAl的DN100管道。 （3）通过泵升压后，出口为DN100衬塑管，支管为DN50衬塑管，进入甲、乙循环泵套管。 （4）润滑冷却的海水水质干净，不得有杂质，采取过滤加压方式处理。 4 循环水泵系统的试运与试验 4.1 循环水泵首次启动（母管内无海水） （1）循环泵启动前，母管内无海水，应开启原淡水冷却管路阀门，利用淡水冷却循环泵导轴承。 （2）循环泵正常启动，待母管压力正常后，开#1或#2套管冷却泵入口门，向冷却管路充海水，注重排出管道内空气。 （3）开#1或#2套管冷却泵（一台备用一台运行），打开泵出口门，打开循环泵海水套管冷却门。 （4）检查海水套管冷却系统工作正常，关闭循环泵淡水套管冷却门。 （5）原淡水冷却系统仍保留，留做备用。当循环水泵母管没有海水时，应启用原淡水冷却系统；当母管内布满海水时，再关闭原淡水冷却系统，开启#1或#2套管冷却泵。 4.2 循环泵正常运行（母管内一直布满海水） （1）套管冷却泵启动后，一直运行，2台冷却泵定期倒换，不受循环泵启停的限制。 （2）循环泵大小修时，方可停套管冷却泵。 （3）在润滑冷却海水保持0.30～0.45MPa、25～40m3/h时，循环泵导向轴承温升在合理范围内，可正常运行。 4.3 套管冷却泵试运 甲循环水泵套管冷却泵试运：出口压力0.42MPa，电流6.0A，流量35m3/h；
乙套管冷却泵试运：出口压力0.41MPa，电流6.2A，流量34m3/h。 4.4 对润滑冷却水系统自动保护进行测试
工作压力0.3～0.4MPa，流量25～40m3/h，系统正常运行。
当滤网两端压差达到0.05MPa，发出滤网堵塞信号。
当关闭正常运行的冷却泵出口门，使出口压力达不到设定0.3MPa压力时,系统自动切换到备用泵启动，并发出指示信号。 5 经济效益分析与结论
（1）淡水改为海水后每台循环水泵节约淡水约420吨/天。
（2）以前循泵大修时主轴、壳体防腐处理费，总计约12万/台次，改造后根据涂料提供厂家说明，可10年无需防腐处理，以4年1次大修计算，年节约防腐费12/4*10/10=3.0万/台。
（3）无论电机是否空载和带负载，上下瓦温度均不超过55℃，满足设备运行要求。
（4）对同类型沿海电厂的循环水泵改造具有较高的推广价值。 |
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