李 峻，王燕山

（中國能源建設集團山西省電力建設四公司，山西 太原 030001）

0 引言

印度尼西亞南望2×300 MW燃煤電廠（以下簡稱“南望電廠”）工程共安裝4臺立式循環(huán)水泵，分別為10A、10B、20A、20B。由于在安裝、調試、運行中存在不同程度的質量缺陷和問題，致使水泵運行5個月后振動增大，發(fā)生泵體碎裂的嚴重事故。

1 循環(huán)水系統(tǒng)概述

南望電廠循環(huán)水系統(tǒng)采用擴大單元制海水直流供水方式，每臺機組設置2臺立式循環(huán)水泵，4臺循環(huán)水泵集中布置在1座循環(huán)水泵房內，循環(huán)水泵及液控止回蝶閥安裝在封閉的泵房內，檢修鋼閘門、移動式耙草清污機、旋轉濾網及沖洗設施露天布置。每臺機組設置1根DN 3 200 mm的壓力給水母管和1條2 500 mm×2 500 mm的壓力排水溝，在壓力給水母管和壓力排水溝均勻布置檢修人孔及排空裝置。

2 循環(huán)水泵安裝運行情況

2.1 循環(huán)水泵安裝情況

循環(huán)水泵底座、電機基礎板的預埋和安裝是在機械工程師、土建工程師和設備廠家駐現場工程師的共同指導下完成的。水泵底座中心線偏差不大于3 mm，標高偏差不大于5 mm，底座水平度不大于0.05 mm/m后進行二次澆灌，然后用吊重錘測量的方法測量泵筒的垂直度，采用加鋼墊片的方法調整，但安裝中沒有測量比較水泵轉子的軸頭水平與基礎板水平度是否一致；電機基礎板中心線偏差不大于1.5 mm，標高偏差不大于1 mm，基礎板水平度偏差不大于0.1 mm/m后進行二次澆灌，電機整體運輸到電廠，安裝時僅測量了聯軸器的外圓及張口值，通過在基礎板上加鋼墊片的方法進行調整，但沒有測量電機的軸頭水平度。

為了觀測水泵運行時的振動情況，在泵軸上部安裝有三個方向的振動測點，設定振動值70μm報警，125μm停泵。

2.2 循環(huán)水泵運行情況及工作現狀

20A循環(huán)水泵安裝投運約5個月后發(fā)現振動比較大，解體檢查后發(fā)現水泵的賽龍軸承損壞，為了不影響水泵試運行，電廠將10B水泵的泵軸及葉輪挪用至20A水泵，回裝后20A水泵運行情況良好。

20B循環(huán)水泵2009年1月份投入試運行，2010年5月18日12點25分電機電流在157～181 A之間波動，水泵振動值從110μm逐漸升高到200μm，水泵的出口壓力下降至0 MPa，運行27 min后停泵，檢查發(fā)現盤根密封處螺栓松動，將松動的螺栓重新緊固后于5月24日再次啟動，水泵的出口壓力仍然為0MPa，振動值為167μm，電機電流為165 A，電機運行不正常，隨即停泵檢查。在拆卸聯軸器時發(fā)現水泵的泵軸下落約30 mm且還在繼續(xù)下降，通知廠家駐現場工程師指導處理，解體后發(fā)現水泵的導流體及其上部連接段已經爆裂破碎，葉輪也出現缺口，損壞比較嚴重。為了不影響試運行，將10A水泵的葉輪及泵體挪至20B水泵，水泵檢修完畢重新啟動試運行時振動仍然比較大，隨即停運檢修。拆卸水泵葉輪后，南望電廠要求對水泵轉子進行動平衡試驗，并在印度尼西亞泗水進行了動平衡試驗，第一次動平衡試驗結果不合格，修正葉輪平衡合格后再次回裝至20B水泵，根據廠家提供的加固方案分別在水泵的吸入喇叭口、泵體出水段的三個方向增設了支撐拉桿，同時在水泵泵體的出水管段上部加裝了X/Y/Z三個方向的振動測點，水泵投運后運行情況良好，振動值為20μm，最大值為40μm，運行人員定期觀測其振動及溫度都滿足設計要求。

10A循環(huán)水泵安裝的是維修更換后的20B水泵的葉輪及泵體配件，投運后運行情況良好，調試人員定期觀測其振動及溫度都滿足設計要求。

10B循環(huán)水泵剛安裝試運行，且水泵吸入喇叭口沒有裝設支撐拉桿前的最大振動值為70μm，運行一段時間后發(fā)生葉輪罩母松動掉落的故障，拆卸后檢查發(fā)現水泵的導流體導葉片和出口管段法蘭附近均出現裂紋。

3 循環(huán)水泵運行振動原因分析

3.1 設計方面

在循環(huán)水管道穿墻處一般要設計管道套管，查閱電廠設計文件，發(fā)現本工程在管道穿墻處沒有設計套管，并且水泵出口與管道連接處也沒有設計伸縮節(jié)。由于此時安裝管道套管非常困難，所以試運行時在水泵出口與管道連接處增加了伸縮節(jié)，防止管道推力傳遞到泵體，起到了一定的減振作用。

3.2 電機本體安裝方面

在電機安裝過程中測量電機聯軸器處的擺度為0.21 mm，此擺度值遠大于規(guī)范要求（電力建設安裝規(guī)范要求電機軸在聯軸器處測得的相對擺度值為：電機轉速在250 r/min以下為0.03 mm；電機轉速在250～600 r/min為0.02 mm［1］）。另外，電機安裝時僅測量了聯軸器的外圓及張口值，并通過加薄鋼墊片的方法調整到合格范圍，沒有按照廠家要求測量電機水平度并調整在0.02 mm/m范圍內。

3.3 水泵本體安裝方面

水泵本體方面引起振動的原因主要包括：轉動部件質量不平衡；水泵零部件的機械強度及剛度較差；軸承及密封部件的磨損；水泵軸彎曲；泵組軸線不對中；聯軸器晃度值超過允許值；水泵安裝質量差，結合面接觸不良，安裝精度低；水泵轉速與固有頻率一致等。

a）根據現場情況檢查，安裝中僅對1臺水泵（20B泵） 進行了轉子動平衡試驗，檢查結果不合格，經修正并重新安裝后運行狀況良好，說明設備存在轉動部件質量不平衡的情況，因此，建議對剩余的3臺水泵全部進行動平衡試驗，消除隱患。

b）根據現場安裝人員介紹，發(fā)現本工程水泵泵體和電機的水平度與垂直度找正方法上存在缺陷，安裝過程中僅對水泵的垂直度進行了測量，沒有進行水泵聯軸器法蘭平面水平度的檢查（驗收規(guī)范要求不大于0.05 mm/m［2］）。另外，在循環(huán)水管道安裝過程中，水管接口沒有和泵體自由對口施焊，導致管道法蘭與水泵泵體法蘭之間有2 mm的間隙，法蘭緊固時可能使泵體受到外力而拉斜，不能保證水泵的垂直度。

c）水泵泵體部分連接螺栓等緊固件多次出現松動，說明在安裝過程中緊固件施工質量差，沒有做好防松動措施。

3.4 電儀安裝與設計

測振傳感器接線安裝中出現了水平方向安裝到垂直方向，垂直方向安裝到水平方向的嚴重錯誤。另外，建議增加泵組振動、電機電流、水泵出口壓力報警保護。

3.5 水力方面

a）水泵進口流速及壓力分布不均勻，存在壓力脈動、偏流等現象。根據現場情況調查了解，泵體喇叭口上的導葉與水泵出口方向不一致，會造成液體擾流漩渦汽蝕而引起振動。

b）非正常工況容易引起汽蝕，如水泵啟停、出口閥門啟閉、工況改變及事故停泵等造成管道內壓變化會引起水錘。如果進水流道及流道導流體的設計、施工與設備廠家要求不一致，或者水泵吸入喇叭口淹沒深度不當，都將造成水泵吸入口進水條件惡化、出現漩渦、誘發(fā)汽蝕而引起泵體振動。

3.6 調試方面

a）水泵出口管道設計有兩階段液控止回蝶閥和進、排氣裝置，如果不按廠家和系統(tǒng)要求進行調試，水泵出口兩階段液控止回蝶閥的開啟、關閉時間和開度設定不合理，就不能有效地防止水泵啟停時水錘的發(fā)生，會對水泵產生振動，造成損壞。

b）測振傳感器接線錯誤，調試檢查過程中也沒有認真核對，導致振動測量值偏離了監(jiān)測范圍。

3.7 運行方面

a）循環(huán)水泵電機在與水泵連接前雖然進行了單體試運行，但沒有進行電機振動值的測量檢查，電機振動是否合格不清楚；另電機運行時如果定子與轉子的磁力中心未對正或徑向氣隙差超過允許值，均會造成磁力不平衡，電機軸的彎曲度超標也會引起電機的振動超標，因此應對電機進行單體試運行，了解電機的運行性能。

b）根據20B循環(huán)水泵試運行中出現的問題以及現場的情況了解，沒有及時進行水泵振動、溫度等就地測量，對異常情況及時分析處理是造成本次事故的主要原因。南望電廠在循環(huán)水泵日常運行的監(jiān)控上不太規(guī)范，對運行中的循環(huán)水泵沒有定時巡檢記錄，不能及時記錄每臺水泵的運行狀況。

4 解決循環(huán)水泵運行振動的有關措施

4.1 對現有加固措施的建議

a）在水泵吸入喇叭口三個方向裝設支撐桿，此措施能有效防止泵體的振動，增加泵體的整體剛性。根據支撐桿設計安裝的位置及形式，安裝支撐桿后，在保證不影響泵體水平、垂直度及對中的情況下，對增強泵組的穩(wěn)定性是有益的。

b）在水泵出水口管段三個方向裝設支撐，此措施已制定，但目前實際運行中沒有采用，分析本工程水泵的結構，電機與水泵為兩層混凝土基礎，所以在泵體與電機中間設置支撐可以提高其承受水泵出水反作用力及管道推力的能力，對防止泵體的振動有較好的作用。同樣，根據支撐的設置位置及形式，認為在支撐桿安裝過程中保證不影響泵體水平、垂直度及對中的情況下，對增強泵組的穩(wěn)定性是有益的。

4.2 對解決循環(huán)水泵運行振動的建議

a）對循環(huán)水泵電機進行單體試運行，測試電機本體的振動值是否滿足要求。如果不合格要進行分析處理。

b）檢驗水泵葉輪動平衡、軸的彎曲度是否滿足要求。

c）對水泵及電機基礎施工質量進行檢查，基礎板二次澆灌是否密實、地腳螺栓有無松動、基礎是否發(fā)生不均勻沉降。

d）檢查水泵及電機整體水平度與垂直度，泵體的水平度與垂直度和電機的水平度與垂直度是否一致，泵組軸線是否對中，電機擺度是否超過允許值，聯軸器連接之后晃度是否超過允許值。

e）檢查泵體螺栓緊固件的施工質量，是否涂抹防松動劑或對緊固完的螺栓進行了點焊。

f）檢查流道導流體設計、施工是否符合廠家要求。

g）檢查水泵出口伸縮節(jié)選型是否正確，安裝是否正確，是否能起到傳力伸縮作用。

h）檢查泵體排空氣裝置是否處于正常工作狀態(tài)。

i）檢查循環(huán)水系統(tǒng)中是否在最高處設置有排空氣閥，檢查閥門工作良好并在啟動時進行排空氣。

j）檢查水泵出口管道兩階段液控止回蝶閥啟閉過程、時間設定是否滿足設計要求。

k）加強對循環(huán)水泵運行的日常監(jiān)控檢測，建立水泵運行定期巡檢制度，指定專人定時記錄每臺水泵的工作狀況，發(fā)現異常問題及時分析處理，防止水泵帶病運行。

4.3 循環(huán)水泵安裝及檢修注意事項

對10B水泵設備到達現場后進行安裝、或其他水泵檢修時，注意以下幾點是非常重要的。

a）檢查葉輪罩母固定螺栓是否可靠固定，要求用不銹鋼焊條點焊。

b）檢查水泵導葉與水泵出口方向應該一致。

c）檢查導流體與泵殼接觸應良好均勻。

d）檢查水泵葉輪室的防轉裝置要與水泵下殼體防轉裝置順時針方向相交。

e）檢查軸承套管要與泵筒接觸良好。

f）檢查轉子擺度應符合規(guī)范要求。泵組轉子擺度測量分為電機單獨擺度和泵組連接擺度兩個部分。首先測量電機轉子單獨擺度應不大于0.02 mm/m，當擺度超過允許值時，一般用刮削絕緣墊厚度的方法進行調整；電機單獨擺度合格后，連接機組靠背輪法蘭，測量調整泵組轉子擺度不大于0.02 mm/m［3］。

g）檢查連接后聯軸器的晃度應不超過0.03 mm，在使用磁性表座測量數據時支架生根要穩(wěn)固，表座離被測點越近數據越準確。

4.4 關于立式循環(huán)水泵賽龍軸承磨損問題的處理建議

a）賽龍軸承與泵軸之間的間隙只有0.34～0.47 mm，要求潤滑冷卻水采用過濾合格的海水，并要有足夠的流量和壓力才能保證軸承與泵軸之間形成水膜，起到潤滑與冷卻作用。廠家對水泵軸承冷卻潤滑水的要求為：過濾后的海水，每臺水泵流量為3 m3/h，壓力為0.3 MPa，當壓力小于0.27 MPa時報警。南望電廠目前水泵軸承潤滑冷卻水的進口壓力表顯示為0.18～0.19 MPa，不能滿足設計要求。

b）除保證泵軸垂直度外還得檢查水泵軸頭的水平度在0.02 mm/m范圍內，必須保證水泵軸置于軸承中心位置，防止泵軸偏心造成軸承的磨損。

c）運行期間的振動監(jiān)測工作很重要，如果出現振動超標，可能是軸承與泵軸之間間隙擴大，可以在檢修期間測量泵軸與軸承之間的間隙，若發(fā)現軸承與軸配合間隙擴大，必須盡早更換合格的軸承，否則可能使泵軸不在軸承中心直線運轉，發(fā)生轉動部件與靜子部件摩擦。

5 結束語

印度尼西亞南望2×300 MW燃煤電廠循環(huán)水泵故障并損壞，主要原因是沒有控制好水泵安裝過程中的質量監(jiān)督；另外對運行中的水泵沒有進行定期巡檢并記錄水泵的運行狀態(tài)，及時掌握設備異常并采取有效的處理措施是造成設備損壞的重要因素。在立式水泵安裝、檢修中必須做好水泵、電機垂直度、水平度以及聯軸器中心的檢查調整，檢查電機與水泵轉子連接后的整體擺度應符合規(guī)范要求，同時保證所有連接件的可靠緊固并做好防松措施；水泵管道與水泵連接時必須自由對口，管道穿墻應設計管道套管和伸縮補償段；水泵運行中應做好振動、溫度、壓力等參數以及賽龍軸承的定期監(jiān)測，發(fā)現異常及時分析解決，防止故障擴大造成嚴重后果。

［1］ 趙祝人，徐云泉，余曉明，等.電力建設施工技術規(guī)范第3部分.汽輪發(fā)電機組［M］.北京：中國電力出版社，2012：156-167.

［2］ 魯煥浩，俞杏梅，王偉民，等.電力建設施工質量驗收及評價規(guī)程第3部分 汽輪發(fā)電機組［M］.北京：中國電力出版社，2009：158-163.

［3］ 康德.汽輪機設備安裝工藝學［M］.北京：水利電力出版社，1993：232-238.