迅达真空泵丨电厂水环真空泵故障浅析

一、设备概况及故障现象
某公司凝汽器抽真空系统水环真空泵，每台机配有2台泵，一运一备，型号为2BW5— 353—OEW4，转速：590r/min，配套功率：160kWo
该公司1#、2#机组在投产后，凝汽器真空泵在运行中多次出现叶轮产生裂纹、叶片断裂的故障。更换转子2次，严重威胁机组安全运行。
二、广东真空泵分析水环真空泵构成
2BW5—OBK4型水环真空泵主要由泵体、叶轮、轴、侧盖、分配器等组成，侧盖与分配器分开。叶轮材质采用316L整体铸造，并装有自动排水阀。轴封采用填料密封，轴上装有可更换的轴套，采用两套NU226单列圆柱滚子轴承作为支承，一套6226单列圆珠滚子轴承作为定 位，并平衡叶轮产生的轴向推力。
水环式真空泵主要用于抽吸凝汽器中不凝结气体，维持凝汽器真空，工作介质为除盐水。迅达真空泵的安全运行直接影响汽轮机的安全稳定经济运行。
三、迅达真空泵厂阐述水环真空泵工作原理
叶轮偏心地安装在泵体内，水泵启动前向泵内补入一定髙度的水，叶轮旋转时，水受离心力的作用 而在泵体壁内形成一个旋转的水环，叶片及两端的侧板（又叫分配器）形成密闭的空腔，在前半转（此时经过排气孔）的旋转过程中，密封容积逐渐缩小，气体从排气孔排出，随之排出的还有一部分水。
四、故障原因、解决措施及处理效果
1、故障原因
该公司水环真空泵在正常运转状态下，电流由201A突然升至大285A，之后电流下降并摆动，就地检査发现水环真空泵壳体中央两处略有鼓包，表面油漆脱落。根据外观检査判断，引起泵电流突然增大的原因属于转子叶片瞬间断裂造成，从泵解体后取出的断裂叶片得到证实。
1）直接原因。从断裂的叶片断口处可看出叶片存在铸造缺陷，内部有夹砂现象，致使泵在高真空拉应力的作用下将其拉断。叶片的材质为 lCrl8Ni9不锈钢，这种材质在铸造时其流动性较差，极易造成夹砂现象，但从外表又很难发现。
2）间接原因。泵在超过极限真空（20mbar)状态下运行时，对叶片产生很大的拉应力，这从解体后叶片弯曲的程度（弯向与轴转向一致）可看出。另外，高真空所形成的巨大拉应力作用在叶片上，导致叶片疲劳断裂，该现象往往出现在叶轮铸造缺陷的位置。从真空泵3次叶片断裂的情况也可以得到证实。
2、解决措施
水环真空泵入口加装大气喷射器。
1）大气喷射器工作原理。水环真空泵加装大气喷射器是通过从泵的排气侧（汽水分离箱）引入100kPa左右的气流，通过缩放喷嘴加速形成高速气流，并在喉部形成较大的负压，来带动吸入口内的气 体一起从吸气支管进入泵内，从而提升泵内的吸入压力，减轻泵的气蚀，达到稳定运行的目的。加装了喷射器后可以将凝汽器真空泵内真空由88. 0kPa～ 81.0kPa降低至81kPa～74kPa，从而大大气蚀，降低噪音。
2）改造内容。在迅达真空泵入口与逆止阀之间加装两个气动蝶阀，原真空泵入口逆止阀保留，在大气喷射器至真空泵汽水分离器管段加装第3台气动阀，在汽水分离器靠排气侧的顶部开孔φ89mm并焊接一弯头及法兰，用以连接喷射器吸人直管，在泵进汽管靠分离器侧顶部开孔φ59mm，焊接一弯头及法兰，作为大气喷射器接口用。
3）经济性分析。如果不进行改造，每年水环真空泵叶片按损坏断裂2次计算，需要检修和更换叶轮的费用约20万元，该工程每台机组投入20万元，总投资为80万元，4年内即可收回成本。另外，从安全运行角度来讲，其经济效益和安益更是不可估量的。
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