浦逸恒　宋波

摘 要：汽動(dòng)給水泵是發(fā)電廠最重要的輔機(jī)之一，汽泵組的正常運(yùn)行是保證發(fā)電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要前提。本文結(jié)合公司汽泵組運(yùn)行中的實(shí)際情況，對(duì)汽泵振動(dòng)大導(dǎo)致跳閘的原因從電力、機(jī)械、水力、操作等四個(gè)維度進(jìn)行了深入分析，并有針對(duì)性的提出改進(jìn)意見，在實(shí)際運(yùn)行中起到了實(shí)效，以期為國(guó)內(nèi)相近類型汽泵組的運(yùn)行提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：汽動(dòng)給水泵；振動(dòng)；跳閘；轉(zhuǎn)動(dòng)部件；運(yùn)行工況

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）22-0138-01

1 概述

我公司汽動(dòng)給水泵組小機(jī)采用杭州汽輪機(jī)廠單軸、單缸、單流、純凝汽、反動(dòng)式小汽輪機(jī)，額定轉(zhuǎn)速5710 rpm。汽動(dòng)給水泵采用上海電力修造總廠FK4E39SC型給水泵。汽泵1B于2014年1月更換芯包；汽泵1A于2016年10月1號(hào)機(jī)大修期間更換芯包；小機(jī)1A、1B也均在2016年的108A檢修中進(jìn)行過解體大修。

2 汽泵組振動(dòng)實(shí)際情況

1號(hào)機(jī)108A檢修后汽動(dòng)給水泵組1A、1B發(fā)生過多次跳閘和振動(dòng)異常事件，汽泵組1A、1B均有過跳閘現(xiàn)象，以1B居多，跳閘前一次負(fù)荷為530MW，其他均在600MW以上高負(fù)荷期間。且跳閘時(shí)汽泵與小機(jī)振動(dòng)均較高、均在5600rpm以上高轉(zhuǎn)速期間。當(dāng)時(shí)相關(guān)的小機(jī)進(jìn)汽溫度、壓力以及機(jī)組負(fù)荷、給水流量等參數(shù)均相對(duì)穩(wěn)定并無(wú)明顯波動(dòng)。如下：1）2016-11-30，小機(jī)1B前軸承振動(dòng)測(cè)點(diǎn)1突然上升至跳閘值，汽泵1B跳閘；2）2016-12-01，1號(hào)機(jī)檢修后啟動(dòng)期間機(jī)組負(fù)荷650MW，小機(jī)1A前軸承振動(dòng)突然上升至跳閘值，汽泵1A跳閘；3）2017-02-08，負(fù)荷650MW小機(jī)1B兩端軸振從40μm快速攀升至超過90μm跳閘值動(dòng)作（小機(jī)和汽泵振動(dòng)均高）；4）2017-02-10， 負(fù)荷640MW，小機(jī)1A兩端軸振從50μm 快速攀升至超過90μm跳閘值動(dòng)作。5）2017-05-20，機(jī)組負(fù)荷640MW，汽泵轉(zhuǎn)速5700rpm，汽泵1B兩端振動(dòng)逐漸增大，DCS最高點(diǎn)振動(dòng)顯示104μm，就地實(shí)測(cè)振動(dòng)最大1.3絲，降機(jī)組負(fù)荷至610MW，汽泵1B兩端振動(dòng)逐漸恢復(fù)正常。

3 兩組汽動(dòng)給水泵組運(yùn)行現(xiàn)狀

（1）汽泵1A、1B在高負(fù)荷期間（600MW以上），汽泵組轉(zhuǎn)速通常會(huì)超過額定轉(zhuǎn)速，汽泵轉(zhuǎn)速至5700rpm以上時(shí)，汽泵振動(dòng)值較高，振動(dòng)值超過80μm，最大時(shí)甚至達(dá)到100μm以上。（2）高負(fù)荷下，小機(jī)1A振動(dòng)個(gè)別點(diǎn)伴隨汽泵振動(dòng)有所上升至60μm以上，但未達(dá)到報(bào)警值，小機(jī)1B振動(dòng)上升不明顯。（3）500MW以上時(shí)升負(fù)荷或降負(fù)荷過程中汽泵振動(dòng)也會(huì)增大，待負(fù)荷平穩(wěn)時(shí)（600MW以下），振動(dòng)有所下降。（4）經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)汽泵轉(zhuǎn)速達(dá)到5700rpm時(shí)，汽泵1A轉(zhuǎn)速會(huì)有一段時(shí)間不變，而汽泵1B轉(zhuǎn)速會(huì)在5700上下波動(dòng)，波動(dòng)幅度在100rpm左右。

4 對(duì)汽泵振動(dòng)的原因分析

電氣方面：這里討論汽泵前置泵電機(jī)。（1）電機(jī)內(nèi)部磁力不平衡和其它電氣系統(tǒng)的失調(diào)，常引起振動(dòng)和噪音。如異步電動(dòng)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。（2）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。因此，汽前泵的振動(dòng)引起水力方面的擾動(dòng)有可能引起汽泵入口流速、壓力變化，從而引起汽泵振動(dòng)加大。

機(jī)械方面：（1）小機(jī)和汽泵轉(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、軸彎曲。（2）小機(jī)與泵的找正不當(dāng)偏心超過允許值。（3）零部件的剛度和機(jī)械強(qiáng)度差、軸承和密封部件磨損破壞形成轉(zhuǎn)子偏心。（4）水泵臨界轉(zhuǎn)速出現(xiàn)與機(jī)組固有頻率一致引起的共振。（5）軸承質(zhì)量不合格，潤(rùn)滑油缺油或油質(zhì)變差。（6）盤根或機(jī)械密封壓得過緊。（7）小機(jī)振動(dòng)異常帶動(dòng)泵的軸承振動(dòng)異常；（8）汽泵組底座、地基不牢固。（9）水泵葉輪損壞、局部堵塞或松動(dòng)、盤根或軸承過緊。（10）出口管道振動(dòng)過大或管道阻力過大，泵的再循環(huán)管路震動(dòng)。（11）聯(lián)軸器花墊損壞或安裝不良，不同心。

水力方面：水泵進(jìn)口流速和壓力分布不均勻，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水泵汽蝕等。當(dāng)泵的入口壓力低于相應(yīng)水溫下的壓力時(shí)，會(huì)發(fā)生汽蝕并伴隨劇烈振動(dòng)。機(jī)組進(jìn)水流道設(shè)計(jì)不合理，機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)順序不合理等都會(huì)使進(jìn)水條件惡化，誘發(fā)汽蝕或加重機(jī)組及泵振動(dòng)。

運(yùn)行操作方面：?jiǎn)?dòng)時(shí)汽泵及前置泵注水排氣不徹底，啟動(dòng)時(shí)汽泵汽化。汽泵上下筒體溫差大、汽泵暖機(jī)不充分、汽泵排水風(fēng)機(jī)未投，密封水回水不通暢導(dǎo)致小機(jī)油系統(tǒng)油質(zhì)惡化；汽泵組超負(fù)荷運(yùn)行，長(zhǎng)期超過額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行等等。

5 應(yīng)對(duì)措施及方案

（1）對(duì)于我公司檢修安裝方面：1）汽泵組運(yùn)行中出現(xiàn)問題應(yīng)趁機(jī)組檢修期間返廠檢修，如檢查汽泵葉輪有無(wú)汽蝕情況、汽封等動(dòng)靜結(jié)合部分是否有磨損情況等。2）基礎(chǔ)螺栓是否牢固，安裝時(shí)基礎(chǔ)板應(yīng)找正找平。泵軸和電機(jī)軸要保證同心。3）管道配置應(yīng)合理，泵的進(jìn)口管段應(yīng)避免突彎和積存空氣，進(jìn)口段配置一段錐形漸縮管，使流體吸入時(shí)逐漸收縮增速，以便流體均勻進(jìn)入葉輪。4）應(yīng)避免管道應(yīng)力對(duì)泵的影響，避免裝配應(yīng)力、變形應(yīng)力和管道閥門的重力作用到泵體上。5）對(duì)于一些新更換的組件，尤其是汽封等部件，調(diào)整間隙需合適，需要在機(jī)組啟動(dòng)期間，在高低負(fù)荷下充分磨合。6）如遇到振動(dòng)未找到原因的，應(yīng)邀請(qǐng)第三方公司測(cè)量汽泵組振動(dòng)頻譜并進(jìn)行分析，判斷振動(dòng)是否為工頻振動(dòng)，是否因轉(zhuǎn)子彎曲變形因數(shù)，是否因動(dòng)靜碰磨引起振動(dòng)。7）檢修期間將汽泵與小機(jī)對(duì)輪脫開，檢查對(duì)輪是否損壞，查找振動(dòng)源頭。

（2）減小汽蝕的措施包括：1）確定水泵的安裝高度時(shí)，使裝置的有效汽蝕余量大于泵的最小裝置汽蝕余量。2）適當(dāng)加大進(jìn)水管直徑。3）汽泵啟動(dòng)和停機(jī)、閥門啟閉、工況改變以及事故緊急停機(jī)時(shí)，要正確操作避免管道內(nèi)壓力急劇變化和水錘作用等。

（3）運(yùn)行方面操作注意：1）防止汽泵組小流量運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)組高負(fù)荷應(yīng)加強(qiáng)對(duì)小汽機(jī)振動(dòng)監(jiān)視。2）保證電泵良好備用，做好事故預(yù)想必要時(shí)及時(shí)采取啟電泵等應(yīng)急措施。3）對(duì)于新安裝或檢修后的啟動(dòng)，汽泵組需要做超速試驗(yàn)。4）避免泵內(nèi)或吸入管內(nèi)有空氣要格外注意泵的啟停和切換操作，并嚴(yán)密關(guān)注泵的入口壓頭和介質(zhì)組分，避免泵的汽蝕條件產(chǎn)生，啟動(dòng)前必須對(duì)汽泵充分注水。5）運(yùn)行期間檢查汽泵組的運(yùn)行狀態(tài)聽聲音，看電流，看壓力變化、機(jī)組真空變化，化學(xué)應(yīng)定期化驗(yàn)油質(zhì)。6）汽泵再循環(huán)調(diào)閥在非低負(fù)荷狀態(tài)下為關(guān)閉狀態(tài)，其前后電動(dòng)門為開啟狀態(tài)，汽泵流量低時(shí)及時(shí)開啟該閥門保證汽泵最小流量。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）通過現(xiàn)場(chǎng)處理發(fā)現(xiàn)，碰磨和聯(lián)軸器問題為小機(jī)和給水泵比較常見的振動(dòng)問題，在汽泵出現(xiàn)振動(dòng)問題的情況下，可先檢查聯(lián)軸器連接情況，并觀察判斷有無(wú)碰磨跡象，然后視情況再做處理。對(duì)于質(zhì)量不平衡問題，小汽機(jī)一般需返廠進(jìn)行動(dòng)平衡處理，給水泵不平衡致使傳動(dòng)端振大，一般可現(xiàn)場(chǎng)加重處理。

（2）結(jié)果表明，保證泵的實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)與泵的設(shè)計(jì)工況點(diǎn)吻合，保證零部件結(jié)構(gòu)尺寸、加工精度與設(shè)計(jì)精度，保證零部件安裝質(zhì)量與檢修質(zhì)量，可以減輕泵的振動(dòng)。

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