王利平

(大唐八○三發(fā)電廠，甘肅 蘭州 732850)

某發(fā)電廠4 號(hào)機(jī)組為哈爾濱汽輪機(jī)輔機(jī)工業(yè)公司生產(chǎn)的兩段調(diào)整抽汽凝汽式汽輪機(jī)組，配備了2 臺(tái)循環(huán)水泵，水泵出口閥為蝶閥。在機(jī)組運(yùn)行期間，發(fā)現(xiàn)1 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥存在周期性的輕微振動(dòng)，并最終導(dǎo)致了機(jī)組非停事故。

1 振動(dòng)引發(fā)非停事故

2012-12-18， 4 號(hào)機(jī)1 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥振動(dòng)，導(dǎo)致傳動(dòng)裝置鏈接螺栓斷裂(見(jiàn)圖1)，循環(huán)水泵出口門關(guān)閉，循環(huán)水中斷，機(jī)組低真空保護(hù)動(dòng)作跳閘。水泵電流由36 A 突降至32 A；20:44 凝汽器真空低二值，保護(hù)動(dòng)作，4 號(hào)機(jī)跳閘，機(jī)組非停。

(3)機(jī)組非停原因：1 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥振動(dòng)，導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鏈接螺栓斷裂，引起循環(huán)水泵出口門關(guān)閉，循環(huán)水中斷，低真空保護(hù)動(dòng)作，最終造成機(jī)組非停。

2 振動(dòng)原因分析

(1)2 臺(tái)循環(huán)水泵系統(tǒng)的相同之處：2 臺(tái)循環(huán)水泵、2 臺(tái)出口電動(dòng)蝶閥、聯(lián)絡(luò)管以及到凝汽器入口的管道規(guī)格相同、布置相同。不同之處：站在循環(huán)泵平臺(tái)面向循環(huán)泵水流方向，2 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥電動(dòng)裝置與水平垂直中分線成逆時(shí)針45°夾角，出口蝶閥的門板全開(kāi)時(shí)與出口聯(lián)絡(luò)管中線平行；而1 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥電傳裝置與水平垂直中分線成0°夾角，如圖2 所示。

(2)由于基建原因，循環(huán)水泵坑設(shè)計(jì)空間較??；循環(huán)水泵出口蝶閥距離循環(huán)水泵出口法蘭距離較短， 僅為1 050 mm。

圖1 故障傳動(dòng)裝置

圖2 1 號(hào)循環(huán)水泵出口管

(1)運(yùn)行工況：故障時(shí)該發(fā)電廠4 號(hào)機(jī)負(fù)荷41 MW；抽汽流量53 t/h；1 號(hào)循環(huán)水泵運(yùn)行，2號(hào)循環(huán)水泵聯(lián)備；2 號(hào)射水泵運(yùn)行，1 號(hào)射水泵聯(lián)備；1 號(hào)凝結(jié)水泵運(yùn)行，3 號(hào)凝結(jié)水泵聯(lián)備，2 號(hào)凝結(jié)水泵備用；高加全部投運(yùn)；低加全部投運(yùn)；真空值為-77.99 kPa。

(2)事件經(jīng)過(guò)：2012-12-18T20:43，1 號(hào)循環(huán)

（3）循環(huán)水泵出口聯(lián)絡(luò)管中心線與出口蝶閥中心線距離太近，大致為500 mm。

（4）聯(lián)絡(luò)管在蝶閥中線位置形成渦流，使得蝶板處于極其不穩(wěn)定的狀態(tài)。在渦流周期性產(chǎn)生和脫離過(guò)程中，一個(gè)周期性的力作用在蝶閥上，使得蝶閥出現(xiàn)周期性的沖擊振動(dòng)。

(5)2013-03-09，運(yùn)行人員對(duì)該廠4 號(hào)機(jī)凝汽器水側(cè)進(jìn)行清掃工作。在清掃工作中單側(cè)運(yùn)行循環(huán)水系統(tǒng)的1，2 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥均出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象；1 號(hào)循環(huán)水泵運(yùn)行，2 號(hào)循環(huán)水泵停運(yùn)，全開(kāi)聯(lián)絡(luò)門，1 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。因此，確認(rèn)4 號(hào)機(jī)1 號(hào)循環(huán)水泵出口門振動(dòng)與循環(huán)水系統(tǒng)有關(guān)系，主要是水在流動(dòng)中產(chǎn)生了小范圍的擾動(dòng)，造成了出口門頻繁振動(dòng)。

3 振動(dòng)處理方案

方案1: 將1 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥按照2 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥管路布置安裝，使1 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥電傳裝置與水平垂直中分線成順時(shí)針45°夾角。出口蝶閥全開(kāi)后碟板與出口聯(lián)絡(luò)管中心線平行，改變碟板中心線位置與聯(lián)絡(luò)管中心線周圍紊流區(qū)域，消除振動(dòng)。

方案2: 將循環(huán)水泵出口聯(lián)絡(luò)管整體后移700 mm。通過(guò)改變管路系統(tǒng)布置，減小紊流擾動(dòng)對(duì)門板的沖擊作用，消除振動(dòng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

2013年5月，該發(fā)電廠4 號(hào)機(jī)組B 級(jí)檢修過(guò)程中，采用方案1 對(duì)循環(huán)水泵出口蝶閥改變其方向的方法進(jìn)行了處理。處理結(jié)束后工作人員進(jìn)行了試驗(yàn)：投入循環(huán)水系統(tǒng)，1 號(hào)循環(huán)水泵運(yùn)行，2 號(hào)循環(huán)水泵停運(yùn)，全開(kāi)循環(huán)水出口聯(lián)絡(luò)門，1 號(hào)循環(huán)水泵出口蝶閥振動(dòng)消失，缺陷徹底消除。

由于導(dǎo)致循環(huán)水泵出口門振動(dòng)的原因很多，涉及到設(shè)計(jì)制造、安裝、檢修和運(yùn)行各方面，所以無(wú)論是檢修人員還是運(yùn)行人員，都應(yīng)該具備有關(guān)振動(dòng)的基本知識(shí)，并在日常檢修、運(yùn)行過(guò)程中加強(qiáng)數(shù)據(jù)的搜集與分析，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。這樣即使無(wú)法徹底消除振動(dòng)，也可以通過(guò)有效手段將其控制在限制范圍之內(nèi)，防止因振動(dòng)超標(biāo)而導(dǎo)致疲勞損壞，造成事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。

1 張義明，李 鶴．機(jī)械振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)[M]．北京：高等教育出版社，2010.