给水泵平衡环密封失效的原因分析及处理

学术论文 2017-09-22 10:58:47
    本公司现装机为2台C60-8.83/0.981型抽凝式汽轮发电机组,配置3台给水泵,正常2运1备。给水泵型号FT320-150,流量310m3/h,扬程1500m,轴功率1458kW,吸入压力0.5(t=158℃)MPa,转速2985rpm。
    1 改造原因
    2013年9月23日,#3给泵平衡管压力达到0.735MPa,#3给泵入口压力0.62MPa。虽然没有超过运行规程规定的平衡管压力不得高于泵入口压力0.2MPa,但现已有逐渐上升的趋势,为保证设备的完好状态,需要对#3给泵平衡环进行解体检查,查找漏点,进行处理。
    进行#3给泵自由端拆除,最终拉出平衡环,发现平衡环背面密封用的耐热O型圈已炭化失效,仅残留少量的炭化余块,给泵出口的水从该密封失效处冲刷给泵出水段,最终漏到平衡管中,使平衡管压力逐渐升高。
    2 处理办法
    2.1 第一种处理办法
    采用在出水段位于平衡环大径处的圆柱内孔处配装一套耐热O型圈密封装置,具体加装办法如图1所示。
    (1)寻找发现出水段位于平衡环大径处的圆柱内孔的里侧内表面为机加工表面,可以利用此面作为密封的一个有效面。但发现该有效面的外侧存在轴向长度约4mm左右的非加工表面,且该非加工表面直径小于有效面的直径,判断为该非加工表面是有效面机加工前的原铸造表面状态,于是用手工电磨的变法将该非加工表面进行打磨,使之直径大于有效面的直径,以便其不妨碍配装O型圈密封装置的正常安装。
    (2)將平衡环的大径外侧部位车出2个台阶,外台阶为10.3mm×4.8mm,次台阶为4.3mm×5.5mm。
    (3)配做1个压环,规格为Φ256.4+0.03-0.02×Φ235.4×5.0mm。
    (4)购买Φ256×6.0mm的耐热O型圈,也可采用耐热O型圈进行粘接。
    以上材料和加工件赶做齐备后,进行配加O型圈密封装置的安装,然后再恢复安装其他给泵拆下的部件。
    此方法曾在2009年2月#1给泵同样问题处理上进行了应用,密封效果优良,不再泄漏,后来在机组检修期间进行了平衡环的更换。
    这次处理#3给泵在该问题上欲采用此办法同样处理,但#3给泵的平衡环送到该厂机加工点进行车制台阶,发现车不动,车刀掉屑但平衡环不掉屑。分析原因,该泵的平衡环材质虽然和原#1给泵的相同,均为2Cr13,但因为#3给泵的平衡环更换过,新平衡环的表面进行了渗氮处理,将表面层磨掉一些仍然加工不动。
    2.2 第二种处理办法
    针对应用第一处理办法实际遇到的困难,为达到短时间内使#3给泵恢复运行的目的,需要想其他的办法来处理。
    焊接,即在平衡环与出水段间预加装O型圈的位置将两者焊接起来达到密封的效果。
    应用此办法需要做的工作如下。
    (1)了解平衡环与出水段两者的材质,选择适用的焊丝。
    (2)将平衡环预加装O型圈位置处的圆周直角打磨出圆周焊接坡口。
    (3)平衡环回装,进行平衡环与出水段间的氩弧焊密封焊接,进行着色探伤,检查焊口情况。
    (4)最后回装其他拆下的部件,进行抬轴试验。
    3 实施及效果
    24日下午处理方案确定后,开始进行实施,依次进行的工作步骤如下。
    (1)了解平衡环与出水段两者的材质,选择适用的焊丝。平衡环的材质为2Cr13表面渗氮,出水段的材质为ZG35,采购A507焊条对应的焊丝或A302焊条对应焊丝。
    (2)将平衡环预加装O型圈位置处的圆周直角打磨出圆周焊接坡口,用角磨机进行打磨,虽然金属渗氮比较硬,但仍能进行打磨。
    (3)将平衡环回装,进行平衡环与出水段间的氩弧焊密封焊接,首先将平衡环四周点焊在出水段上,以便于中心不偏移;然后进行对面对称焊接,直至焊完全周;最后进行着色探伤,没有发现焊接缺陷。
    (4)焊接后焊肉局部焊点高出了平面,再将平衡环的紧定压紧用的压环对应处打磨出坡口来包容焊肉,该压环打出坡口对紧定压紧作用没有影响。
    (5)最后回装其他拆下的部件,测量抬轴为0.55mm,放入下瓦后抬轴为26丝,均正常。
    当天夜间#3给泵经投运后观察,平衡管压力恢复正常,密封效果很好。该泵一直运行到#2机组11月机组小修,平衡管压力一直正常。
    4 给泵大修时出水段的修复
    #2机组11月份开始小修,利用该机会,#3给泵进行大修。
    解体后发现给泵出水段出现了3处冲刷,即平衡环背面接触的密封处、平衡环安装孔的圆周面处、末级导叶套固定用的止口处,均进行了修复,修复的方案是:平衡环背面接触的密封处和平衡环安装孔的圆周面处采用了车削掉并配装L型碳钢回转体再进行先焊接后车削修整的修复方式,末级导叶套固定用的止口处采用了先补焊后车削修整的修复方式。该种修复方式不需要更换出水段,节省了6万元的备品费用,同时也节省了30d的备件生产时间。
    5 结语
    针对设备出现的同样问题也需要根据实际情况分别采取不同的办法来处理,并要详细观察设备的结构特点和若干细节,开发思维能力综合思考,因地制宜,最终取得可行的方案进行解决实施,使设备能够在最短的时间得以恢复,重新投入到安全经济运行中。
    同时充分利用机组大小修的有利时机,将非常规处理的设备进行常规处理,恢复设备完好的健康状况。
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