王學(xué)成WANG Xue-cheng

（寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司，銀川750400）

0 引言

寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司一期2×660MW汽輪機(jī)組為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、間接空冷凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)CLNJK660-24.2/566/566型。#1機(jī)組于2011年3月18日通過168小時(shí)試運(yùn)后投入商業(yè)運(yùn)行，#2機(jī)組于2011年6月20日通過168小時(shí)試運(yùn)后投入商業(yè)運(yùn)行。鍋爐為哈爾濱電氣集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的2210/25.4型660MW超臨、單爐膛、固態(tài)排渣鍋爐。發(fā)電機(jī)為哈爾濱電氣集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)配套。

1 閉式水系統(tǒng)簡介及主要設(shè)備參數(shù)

我公司每臺(tái)機(jī)組閉式冷卻水系統(tǒng)設(shè)有2臺(tái)SLOW350-440B型冷卻水泵，為上海連成（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)的單級(jí)雙吸臥式水平中開離心泵，每臺(tái)泵入口設(shè)置有3.0mm精度濾網(wǎng)，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)一用一備，水源為來自高位膨脹水箱的除鹽水，水箱設(shè)計(jì)在主機(jī)房26米層，水箱容積10m3，鋼板焊接，其作用是向汽輪機(jī)、鍋爐、發(fā)電機(jī)的輔助設(shè)備提供冷卻水。水箱補(bǔ)水有除鹽水和凝結(jié)水兩路，正常情況下使用除鹽水補(bǔ)水。閉式水由輔機(jī)冷卻水冷卻，設(shè)計(jì)兩臺(tái)M30-FG型閉式水熱交換器，換熱器結(jié)構(gòu)為板式換熱，上海阿法拉伐公司生產(chǎn)，正常運(yùn)行時(shí)一用一備，單臺(tái)傳熱面積780.3m2。

表1 閉式水泵及配套電機(jī)參數(shù)

2 設(shè)備投運(yùn)后運(yùn)行情況

公司#1機(jī)組設(shè)備自2010年11月開始陸續(xù)投入試運(yùn)行，#1機(jī)組閉式水系統(tǒng)檢查完后投運(yùn)，兩臺(tái)泵前后軸承振動(dòng)均在0.10mm左右，運(yùn)行一段時(shí)間后振動(dòng)值有升高趨勢(shì)，在0.11-0.13mm左右。在11月至2月試運(yùn)行過程中，由于振動(dòng)超標(biāo)廠家先后兩次更換了兩臺(tái)泵的前后軸承，解體后檢查軸承滾珠有磨損跡象，軸承室內(nèi)潤滑脂顏色變黑，廠家解體檢修更換軸承后振動(dòng)有所下降，但均超出設(shè)計(jì)值，廠家交代可以運(yùn)行。#12閉式水泵振動(dòng)歷史數(shù)據(jù)如下（截取10天數(shù)據(jù)，單位mm）。

表2

#2機(jī)組投運(yùn)后兩臺(tái)泵的振動(dòng)現(xiàn)象和#1機(jī)組的振動(dòng)趨勢(shì)相似，兩臺(tái)泵各更換過一次軸承，軸承及潤滑脂和#1機(jī)組現(xiàn)象相似。兩臺(tái)機(jī)組完成168小時(shí)試運(yùn)后，4臺(tái)閉式水泵振動(dòng)基本在0.10mm左右運(yùn)行，系統(tǒng)管道振動(dòng)也較大。

3 原因分析及解決方法

引起泵振動(dòng)的原因很多，一般情況下離心泵的振動(dòng)有機(jī)械原因、水力方面原因以及其他綜合因素造成的振動(dòng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際情況以及收集的振動(dòng)數(shù)據(jù)，我們組織專業(yè)人員從設(shè)備、系統(tǒng)及運(yùn)行方式等各方面進(jìn)行了分析，最終確定了檢修方向，在#1機(jī)組C級(jí)檢修過程中，徹底對(duì)兩臺(tái)泵進(jìn)行了檢修，修后振動(dòng)值下降至0.06mm左右。主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

3.1 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不均衡 轉(zhuǎn)子的平衡是有其上各個(gè)部件（包括軸、葉輪、軸套、平衡盤等）的質(zhì)量平衡來達(dá)到的，由于水泵轉(zhuǎn)子質(zhì)量不均衡引起的水泵振動(dòng)現(xiàn)象是最為常見原因之一。離心泵的葉輪或軸等轉(zhuǎn)動(dòng)零件經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于磨損和腐蝕以及局部損壞等原因均可造成轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡。旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)使葉輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生一個(gè)較大的離心力，導(dǎo)致泵振動(dòng)，甚至是破壞性振動(dòng)，其振動(dòng)頻率和轉(zhuǎn)速一致，而振幅與負(fù)荷、吸入壓力大小無關(guān)，僅隨轉(zhuǎn)速變化而變化。當(dāng)泵檢修后，尤其是更換轉(zhuǎn)動(dòng)部件以后，要重新做動(dòng)平衡試驗(yàn)，進(jìn)行校正，達(dá)到平衡才能消除振動(dòng)。

3.2 汽機(jī)側(cè)閉式水系統(tǒng)管道晃度較大 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)，檢查系統(tǒng)支吊架安裝情況，閉式水系統(tǒng)管道支吊架設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求，但是入口母管晃度較大（DN500），母管前后設(shè)計(jì)了三處吊架，入口母管晃度造成泵入口管道晃動(dòng)，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置情況，在靠近立柱處設(shè)計(jì)了一處滑動(dòng)固定支架，入口母管可以沿軸向自由膨脹，但限制其徑向晃動(dòng)，以此改善了兩臺(tái)泵入口管道的晃動(dòng)問題，保證了水泵入口管道在允許晃動(dòng)范圍內(nèi)?；瑒?dòng)支架安裝后，入口管道晃動(dòng)大為改善，水泵振動(dòng)值下降約0.01mm左右。

3.3 泵入口管道布置問題 由于入口流體自立管垂直下落后對(duì)管道濾網(wǎng)進(jìn)行沖擊，加上濾網(wǎng)的節(jié)流作用和擴(kuò)容會(huì)造成流體流場(chǎng)的紊亂，以至于影響到泵入口流體的水力模型，從而影響到泵的流量特性，引起水泵振動(dòng)增加。我公司閉式水泵入口濾網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì)，孔徑為0.3mm，通流倍率為1:3，通流面積較大，而且閉式水的水質(zhì)相對(duì)較為潔凈，系統(tǒng)進(jìn)入雜質(zhì)的可能性較小，可以排除造成濾網(wǎng)堵塞造成水泵振動(dòng)的增加。在小修過程中，我們將#11閉式水泵的入口濾網(wǎng)取出而保留#12濾網(wǎng)，投入系統(tǒng)運(yùn)行，濾網(wǎng)部位的管道振動(dòng)略有下降，但是水泵本身振動(dòng)幾乎沒有改變，切換至#12泵后無明顯區(qū)別。計(jì)劃下一步對(duì)泵入口管道進(jìn)行改進(jìn)，使流體平緩進(jìn)入，減緩泵入口沖擊力。

3.4 系統(tǒng)管道內(nèi)積存空氣 在#21閉式水泵的一次切換過程中，泵體排空打開后大約1min左右才開始排水，而在之前的啟動(dòng)過程中，排空時(shí)間約20-30s，隨即對(duì)管道系統(tǒng)的高處排空點(diǎn)全部打開排氣，發(fā)現(xiàn)排空管道內(nèi)的水為乳白色，觀察1min后水質(zhì)變清，經(jīng)化驗(yàn)確定為水中溶有空氣。沿爐側(cè)閉式水系統(tǒng)檢查發(fā)現(xiàn)，磨煤機(jī)、風(fēng)機(jī)及機(jī)側(cè)氫冷器冷卻水管道高處均無排空點(diǎn)，小修時(shí)對(duì)上述高處均加裝排空管道，啟泵前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面排空，啟動(dòng)后水泵運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)下降約0.01-0.015mm。隨后要求發(fā)電部在設(shè)備運(yùn)行過程中每周定期排空兩次，水泵振動(dòng)未出現(xiàn)上升現(xiàn)象。

3.5 水泵基礎(chǔ)及與電機(jī)連接問題 閉式水泵和電機(jī)共用基礎(chǔ)底座，水泥基礎(chǔ)上安裝有200mm槽鋼基座，水泵和電機(jī)通過地腳螺栓安裝在槽鋼基座上，檢查中發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)槽鋼的振動(dòng)達(dá)到0.10mm左右，我們采取了如下措施：

①在槽鋼側(cè)面處各加裝了四塊加強(qiáng)筋板（厚度20mm），采用滿焊焊接，加強(qiáng)基礎(chǔ)槽鋼的支撐強(qiáng)度。②槽鋼框架內(nèi)無填充物，將基礎(chǔ)水泥表面鑿出10-20mm密集麻坑，使用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿灌漿，加強(qiáng)泵體基礎(chǔ)抗震能力。③將#12閉式水泵地腳螺栓、泵和電機(jī)聯(lián)軸器以及進(jìn)、出口法蘭松開，使泵處于自由狀態(tài)。隨后將泵出口管道支座焊口切割開檢查，發(fā)現(xiàn)出口管道抬高約20mm，我們將水泵和電機(jī)整體抬高，消除泵進(jìn)、出口法蘭錯(cuò)口后，重新對(duì)出口管道和支座進(jìn)行焊接，減輕管道對(duì)泵體的附加作用力。④電機(jī)地腳螺栓處加裝的墊片數(shù)超標(biāo)，根據(jù)抬高量重新加工了地腳墊板，中心調(diào)整時(shí)使用的不銹鋼墊片均未超過三片，中心標(biāo)準(zhǔn)控制在0.03mm以內(nèi)。⑤閉式水泵聯(lián)軸器為剛性連接，連接螺栓加裝了減震圈，檢查發(fā)現(xiàn)部分減震圈已有破損痕跡，全部進(jìn)行了更換。

4 結(jié)論

通過以上工作，水泵啟動(dòng)后振動(dòng)值下降了0.03-0.05mm左右，且進(jìn)出口管道振動(dòng)也明顯改善。下一步計(jì)劃在水泵的入口管道處加裝膨脹節(jié)，以進(jìn)一步改善管道對(duì)泵體振動(dòng)的影響。根據(jù)對(duì)#12閉式水泵的改進(jìn)工作，對(duì)其他三臺(tái)水泵也進(jìn)行了上述處理，泵振動(dòng)值均下降了0.05mm左右，且再未更換過軸承，大大提高了設(shè)備的安全性和經(jīng)濟(jì)性。為了預(yù)防閉式水泵振動(dòng)過大，除了在泵的設(shè)計(jì)、管路施工和調(diào)試等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制外，在日常維護(hù)過程中需要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備輪換制度，定期對(duì)前后軸承室油脂進(jìn)行檢查和更換，保證軸承的潤滑良好。日常巡檢注意水泵地腳螺栓檢查，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)立即處理，水泵切換后檢查聯(lián)軸器減震墊圈，必要時(shí)更換?？傊ㄟ^日常精心維護(hù)和設(shè)備的定修，可以保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

[1]《SLOW系列中開蝸殼式離心泵》說明書.

[2]安連鎖.泵與風(fēng)機(jī)[M].中國電力出版社,2001:2-9.

[3]李玉柱,苑明順.流體力學(xué)[M].清華大學(xué)出版社,1997:52-71.