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        循環(huán)水泵振動(dòng)大原因查找及處理

        2010-05-31 00:58:54葉偉東
        電力安全技術(shù) 2010年1期
        關(guān)鍵詞:墊板葉輪部件

        葉偉東

        (廣東粵電水電檢修安裝有限公司,廣東 河源 517000)

        某發(fā)電公司3 B循環(huán)水泵(以下簡(jiǎn)稱循泵)由湖南長(zhǎng)沙水泵廠生產(chǎn),型號(hào)為88 LKXA-17,設(shè)計(jì)流量10.5m3/s,轉(zhuǎn)速370r/min,最大軸向推力55t。循泵電機(jī)由湖南湘潭電機(jī)廠生產(chǎn),型號(hào)為Y KKL2400-16/2150-IT H,額定功率2400KW。

        1 循泵運(yùn)行情況簡(jiǎn)介

        該發(fā)電公司3 B循泵自安裝運(yùn)行以來(lái),一直存在振動(dòng)大的問(wèn)題。在機(jī)組連續(xù)試運(yùn)行168h時(shí),就發(fā)現(xiàn)振動(dòng)較大,被迫停泵處理。解體后發(fā)現(xiàn)泵軸已彎曲,導(dǎo)流片已碎裂成多塊,軸承支架已碎裂,僅剩軸承體;外接管上法蘭處完全斷裂,內(nèi)套管上段多處因打擊而凹陷,內(nèi)接管上段的下法蘭處斷裂,內(nèi)接管下段下法蘭處斷裂;上泵軸水封(上軸套)處彎曲,中泵軸中間處彎曲,整條泵軸彎曲略呈“S”型。這次檢修更換了3根主軸和軸承支架、填料函體、導(dǎo)葉體及各軸套、軸承等部件。修好后運(yùn)行了1年多,又出現(xiàn)振動(dòng)大。因停泵及時(shí),未造成更大的破壞,但軸承支架已碎裂,主軸彎曲超標(biāo)。按大修要求進(jìn)行處理、安裝后,運(yùn)行約4個(gè)月,再次出現(xiàn)振動(dòng)大問(wèn)題,造成的后果比較嚴(yán)重。更換了全部備品備件,同時(shí)更換了多個(gè)外接管和突出彎管,對(duì)泵筒的垂直度、泵安裝墊板及支撐板水平進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整,安裝工藝上采用將轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間點(diǎn)焊固定的方法。之后,循泵運(yùn)行狀況良好。

        2 循泵振動(dòng)大原因分析

        2.1 電氣方面

        循泵電機(jī)內(nèi)部磁力不平衡和其他電氣系統(tǒng)的失調(diào),常引起振動(dòng)和噪音。如異步電機(jī)在運(yùn)行中,由定轉(zhuǎn)子齒諧波磁通相互作用而產(chǎn)生的定轉(zhuǎn)子間徑向交變磁拉力;大型同步電機(jī)在運(yùn)行中,定轉(zhuǎn)子磁力中心不一致或各個(gè)方向上氣隙差超過(guò)允許偏差值等,都可能引起電機(jī)周期性振動(dòng)并發(fā)出噪音。

        2.2 機(jī)械方面

        電機(jī)和循泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件質(zhì)量不平衡,安裝質(zhì)量不良,機(jī)組軸線不對(duì)稱,擺度超過(guò)允許值,零部件的機(jī)械強(qiáng)度和剛度較差,軸承和密封部件磨損破壞,以及循泵臨界轉(zhuǎn)速出現(xiàn)與機(jī)組固有頻率一致引起的共振等,都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音。

        2.3 水力方面

        循泵進(jìn)口流速和壓力分布不均勻,循泵進(jìn)出口工作液體的壓力脈動(dòng)、液體繞流、偏流和脫流,非定額工況以及各種原因引起的循泵汽蝕等,都是常見(jiàn)的引起循泵組振動(dòng)的原因。循泵啟動(dòng)和停機(jī),閥門啟閉,工況改變以及事故緊急停機(jī)等動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程造成的輸水管道內(nèi)壓力急劇變化和水錘作用等,也常常導(dǎo)致循泵和電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。

        2.4 其他方面

        循泵進(jìn)水流道設(shè)計(jì)不合理或與循泵不配套,循泵淹沒(méi)深度不當(dāng),以及循泵啟動(dòng)和停泵順序不合理等,都會(huì)使進(jìn)水條件惡化,產(chǎn)生漩渦,誘發(fā)汽蝕或加重循泵及電機(jī)振動(dòng)。采用破壞虹吸真空斷流的循泵在啟動(dòng)時(shí),駝峰段空氣挾帶困難,形成虹吸時(shí)間過(guò)長(zhǎng);拍門斷流的循泵拍門設(shè)計(jì)不合理,時(shí)開(kāi)時(shí)閉,不斷撞擊拍門座;支撐循泵和電機(jī)的基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉陷或剛性基礎(chǔ)較差等因素,也都會(huì)導(dǎo)致循泵發(fā)生振動(dòng)。

        從這次檢修解體檢查發(fā)現(xiàn),電氣、機(jī)械及水力均存在問(wèn)題,但主要是機(jī)械和水力方面的問(wèn)題。發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題有:電機(jī)軸彎曲度超標(biāo),泵支撐板和安裝墊板水平超標(biāo),泵部件腐蝕嚴(yán)重,葉輪3個(gè)葉片形狀不一致。

        3 處理方法

        (1) 電機(jī)軸彎曲度校直。電機(jī)軸拆出時(shí)測(cè)量電機(jī)靠背輪處最大彎曲度為0.51mm,返廠校直后最大彎曲度為0.08mm,達(dá)到合格水平。

        (2) 循泵支撐板檢查。經(jīng)過(guò)幾次破壞性振動(dòng)后,循泵支撐板的混凝土基礎(chǔ)出現(xiàn)裂紋,特別是四角較為明顯,循泵支撐板的基礎(chǔ)螺絲部分已松動(dòng)。這次對(duì)基礎(chǔ)螺絲進(jìn)行打緊、點(diǎn)焊處理。

        (3) 循泵安裝墊板檢查。循泵安裝墊板變形嚴(yán)重,存在四角高、中間低現(xiàn)象。由于現(xiàn)場(chǎng)不具備修整條件,送外加工工期不允許,本次未做處理。

        (4) 循泵筒垂直度測(cè)量調(diào)整。未調(diào)整前測(cè)量循泵筒垂直度偏差最大為4.25mm。這一偏差可在調(diào)整電機(jī)與循泵靠背輪張口值時(shí),通過(guò)在電機(jī)與電機(jī)支座間加墊進(jìn)行消除。調(diào)整循泵筒垂直度時(shí)在循泵支撐板與安裝墊板之間加墊,測(cè)量時(shí)以循泵筒與軸承支架接合部位為中心基準(zhǔn),校核葉輪室與吸入喇叭管接合處的中心偏差,通過(guò)加墊最終使循泵筒垂直度偏差調(diào)整至0.25mm以內(nèi)。

        (5) 循泵筒加裝反力支撐。在循泵筒的出口管及垂直位置2個(gè)方向加裝支撐,固定在流道混凝土基礎(chǔ)上,限制循泵筒的擺動(dòng)范圍,減小因振動(dòng)、擺動(dòng)造成的危害。循泵筒反力支撐安裝位置如圖1所示。

        (6) 葉輪進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。葉輪返廠進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn),消除葉輪動(dòng)不平衡狀態(tài)。同時(shí)對(duì)葉輪的葉形進(jìn)行了修復(fù),使3個(gè)葉片形狀保持一致。

        (7) 更換循泵體部件材質(zhì)。原材質(zhì)均為碳鋼和鑄鐵,這次將主要部件更換為OCr17Ni12Mo2,即316不銹鋼,增強(qiáng)耐腐蝕性,確保循泵的安全運(yùn)行。

        (8) 調(diào)整好循泵與電機(jī)的張口值及圓周值。將循泵與電機(jī)的張口值及圓周值調(diào)整在0.06mm以內(nèi),達(dá)到優(yōu)良水平,盡量消除中心偏差造成的振動(dòng)。

        4 處理效果

        經(jīng)過(guò)處理,循泵首次投運(yùn),電機(jī)推力軸承處振動(dòng)為0.03mm~0.04mm,屬于正常偏大范圍。這主要是由于在各個(gè)部件間加墊過(guò)多所致。加墊位置有循泵安裝墊板與循泵支撐板之間、循泵支撐板與電機(jī)支座之間及電機(jī)支座與電機(jī)之間,一共有3層墊,且加墊厚度都較大,這將直接影響機(jī)組的振動(dòng)。在下次檢修時(shí)可以盡量減少加墊數(shù)量,消除振動(dòng)因素。通過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行,循泵的振動(dòng)有所下降,振動(dòng)穩(wěn)定在0.03mm以內(nèi),沒(méi)有增大的趨勢(shì),電機(jī)軸承溫度穩(wěn)定,改造取得較好的效果。

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