炉水循环泵电机结构和故障分析

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1、炉水循环泵电机的结构特点及故障分析姚荣祥炉水循环泵是锅炉系统中承受高温高压的一种无轴封特种水泵。一般用于强制循环炉、直流循环炉和控制循环锅炉的系统中，因具有起机快、控制灵活等优点。自1959年第一台200MW的强制循环炉在英国HighMarnham发电厂投入运行，至今已发展了五十多年。当前世界较发达国家火电300MW以上电站锅炉大部分采用炉水循环泵，并已用于核电厂。一、炉水循环泵电机的结构特点由于炉水泵循环泵电机运行环境恶劣，易发生故障。早期炉水循环泵电机有屏蔽式和湿定子两种结构，屏蔽式电机存在绕组冷却困难，屏蔽套易碎、膨胀、翘

2、曲、现场修复难等问题和电机效率低的问题。目前炉水泵电机采用湿定子结构可避免上述问题，得到了广泛的应用。湿定子的电机结构特点如下：1.泵的叶轮和电机转子装在同一主轴上，置于相互连通的密封压力壳体内，泵与电机结合成一整体，电机在下面泵在上，避免在电机内部聚集气体，减少气体对绕组和水润滑轴承的危害。2.泵与电机之间采用无轴封结构，淘汰了轴封结构。3.泵体与电机是被分隔的两个腔室，中间虽有间隙不设密封装置使压力可以贯通，泵体和电机腔是等压的，但泵体内的高温炉水（300℃以上）与电机腔内的水（65℃以下）是不同的水质，正常运行时两者是互不

3、交换的。4.电机运行时，转子带动小叶轮产生内循环动力，电机腔内的水通过外置的高压冷却器的热交换，使腔内的水温保持在65℃以下，当电机停机内循环动力消失，高压冷却器基本失去热交换功能。5.有些炉水泵电机的定子可从机壳内抽出，有利于电机检修和备件的制造。6.采用水润滑轴承，很大程度的简化了炉水泵轴承的结构，使用寿命和可靠性均不低于油润滑轴承。7.采用了耐温耐压的湿定子绕组线，改善了绕组冷却条件，提高了电机效率。8.为了保证炉水泵电机的冷却，设置了高压循环冷却系统和紧急注水冷却系统。9.由于电机采用的交联聚乙烯绕组线和水润滑轴承都不能

4、承受高温，所以炉水泵电机运行温度必须控制在65℃以内。自20世纪80年代我国从国外引进炉水循环泵电机以来，国内的炉水循环泵电机基本是由英国泰勒公司、德国KSB公司、日本酉岛公司、日本富士公司和哈尔滨电机厂提供。其中日本酉岛和哈尔滨电机厂（仅为200kW）采用的是德国KSB公司技术，而日本富士采用的是英国泰勒公司的技术。现以国内发电厂中使用的英国泰勒、德国KSB公司的炉水泵电机为基础对其结构特点分析如下，首先简单介绍国内电厂常用炉水泵电机的结构，图1为炉水循环泵电机内冷却回路，图2为英国泰勒公司的结构，图3为KSB公司的结构。1图

5、1.炉水循环泵电机内冷却回路23图2泰勒炉水循环泵结构图图3德国KSB炉水循环泵结构图4技术英国泰勒公司炉水循环泵德国KSB公司炉水循环泵特点热屏无低压冷却系统。热屏热屏有低压冷却水系统，热屏1热屏的屏颈长度较长，由空气自然冷的屏颈长度较短。却，系统较简单、可靠。定子可抽出定子的结构，有利于定子硅钢片安装在电机机壳组件湿定子电机整体维修和制造备件上，无法取出。压力容器外壳与炉水泵电机定子机壳的外圆之间不直接接定子硅钢片铁芯直接压装在触，形成厚约4mm的水层，形压力容器外壳中，没有隔水层形成成的热障在不运转的热备用状态2热障的热障

6、，因此部分热量由高温泵壳作为隔热层，外壳的传导热不易传递到电机外壳，最后传到铁芯和直接传到定子和绕组线，防止绕绕组线。组线受热，在运行过程中，隔水层水流带走热量。①亚临界电机采用交迭短距结构①二平面绕组，端部冷却水易流绕组，端部冷却效果差，工作时线动，冷却效果好，端部热量易散圈的热量不易散发，端部易产生局发，但绕组为整距绕组，磁势的部过热，磁势谐波分量低。谐波分量高。超临界电机采用三平面绕组。②3000V及以下的绕组线采用统②绕组线大部分采用二种不同的一的绝缘厚度，6000V及以上的绝缘厚度，故障几乎都发生在薄绝线采用二种绝缘厚

7、度。缘的部位。圈3结③线圈端部与机壳之间的挂钩用构尼龙带捆紧，端部机械强度好，③线圈端部与机壳之间没有相对而在竖直的工作状态下，线圈不固定的挂钩，线圈可能发生下沉，会因重力而下沉造成线圈在出槽易造成线圈出槽口处的损坏。口处损伤。④线圈的槽内没有槽楔，在起动④线圈槽内有槽楔，防止线圈松的电动力作用下可能会振动。动。中性点Y绕组接头采用模压绝缘，由绕组接头采用自粘性聚乙烯4并接于制作工艺可靠，高压水渗入绝带绕包，时有高压水渗入绝缘内，头的缘内现象较少。导致绝缘电阻下降。绝缘5采用后装式结构，当定子从机壳中抽出时无须剪掉高压密封采用前

8、装式结构，接头靠轴向高压接头。采用径向密封圈密封，密密封圈由螺帽压紧，在总装配时可密封5封性能的高低完全靠工艺和材质以调整，但是引出接线柱外面，装引出得以保证，引出后的接线端子采有的绝缘套管，受天气湿度影响，接头用包绕外绝缘，绝缘电阻不因天阴雨天绝缘电阻容易下降