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        海水循環(huán)泵異常振動(dòng)故障分析與處理

        2019-10-26 03:50:50學(xué)
        設(shè)備管理與維修 2019年17期
        關(guān)鍵詞:振動(dòng)故障

        文 學(xué)

        (福建福清核電有限公司,福建福清 350318)

        1 設(shè)備簡(jiǎn)介

        海水循環(huán)泵是壓水堆核電站海水循環(huán)系統(tǒng)(CRF)的關(guān)鍵能動(dòng)設(shè)施,其從大海中抽取冷卻水,并送向凝汽器(CEX)、閉式冷卻水換熱器(SEN/SRI)等設(shè)備,完成對(duì)相關(guān)設(shè)備的充分冷卻,保障系統(tǒng)和機(jī)組可靠運(yùn)行[1]。

        某百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站每臺(tái)機(jī)組配置了2 臺(tái)2700AX 型海水循環(huán)泵。其軸承振動(dòng)報(bào)警值為65 μm。根據(jù)其設(shè)計(jì):3CRF101/103/105/107MV(振動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭)與3CRF101SZ(電機(jī)反轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)開關(guān))等10 個(gè)探頭均為同一供電回路(3CGR305CR)。3CRF101SZ(電機(jī)反轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)開關(guān))觸發(fā)動(dòng)作信號(hào)有2 種故障模式:一種是海水循環(huán)泵在停運(yùn)過(guò)程后,因海水倒流引起電機(jī)軸反轉(zhuǎn)(水輪機(jī)原理);另一種是3CRF101SZ 因失電或接地等故障,引起誤觸發(fā)反轉(zhuǎn)信號(hào)。

        2 故障模式

        在某百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站正常功率運(yùn)行過(guò)程中,3CRF001MO(海水循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)電機(jī))非驅(qū)動(dòng)端軸承Y 方向振動(dòng)探頭3CRF103MV 無(wú)周期地閃發(fā)振動(dòng)H1(超過(guò)65 μm)高報(bào)警,影響該泵性能監(jiān)測(cè),同期軸承溫度正常。為診斷故障原因,立即對(duì)該泵進(jìn)行了全方位檢查,將故障模式整理如下。

        2.1 模式1——電機(jī)軸承無(wú)周期閃發(fā)振動(dòng)高報(bào)警

        2019 年4 月10 日,3CRF001MO(海水循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)電機(jī))非驅(qū)動(dòng)端軸承Y 方向振動(dòng)探頭3CRF103MV 無(wú)周期地閃發(fā)振動(dòng)H1(65 μm)高報(bào)警(圖1)。

        2.2 模式2——同一供電回路的振動(dòng)探頭伴隨波動(dòng)

        檢查發(fā)現(xiàn):與3CRF103MV 同一供電回路的3CRF101/105/107/109MV 也伴隨(3CRF103MV)存在振動(dòng)波動(dòng)現(xiàn)象,但總體較低且未報(bào)警(圖2)。

        2.3 模式3——循泵電機(jī)電流趨勢(shì)正常

        檢查發(fā)現(xiàn),在3CRF103MV 振動(dòng)波動(dòng)期間,(與3CRF101SZ)不同供電回路的3CRF001MI(循泵電機(jī)電流)趨勢(shì)保持穩(wěn)定(圖3)。

        圖1 3CRF103MV 振動(dòng)探頭閃發(fā)報(bào)警

        2.4 模式4——軸承溫度值平穩(wěn)合格

        檢查還發(fā)現(xiàn):在3CRF103MV 振動(dòng)報(bào)警期間,不同供電回路的軸承溫度(3CRF101/141MT)保持穩(wěn)定無(wú)異常(圖4)。

        2.5 模式5——就地測(cè)量振動(dòng)值合格

        持續(xù)對(duì)3CRF103MV 在線監(jiān)測(cè)確認(rèn):振動(dòng)數(shù)值最高到大約5 μm(同期3CRF103MV 探頭顯示在約0-1.2 μm 波動(dòng)),數(shù)值合格。

        2.6 模式6——循泵運(yùn)轉(zhuǎn)期間觸發(fā)反轉(zhuǎn)信號(hào)

        檢查發(fā)現(xiàn),3CRF101SZ(海水循環(huán)泵反轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)開關(guān))觸發(fā)動(dòng)作信號(hào)。但此時(shí)循泵在正常運(yùn)行中,流量和揚(yáng)程正常,可判斷設(shè)備并未存在真實(shí)反轉(zhuǎn)。即3CRF101SZ 觸發(fā)的反轉(zhuǎn)信號(hào)為假信號(hào)。

        將3CRF101SZ(電機(jī)反轉(zhuǎn)開關(guān))電纜從電源接線箱(BC)拆除后,3CRF103MV 及其他探頭顯示保持穩(wěn)定正常(圖5)。

        3 原因分析與故障處理

        3.1 原因分析

        根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)及前述模式,對(duì)故障模式和原因分析如下(表1)。

        根據(jù)前述故障原因分析可知,導(dǎo)致本故障的原因分為如下2 個(gè):一是3CRF101SZ 探頭的供電模塊存在異常,并導(dǎo)致同一模塊的探頭異常顯示;二是3CRF101SZ 探頭自身或電纜故障,引起同一模塊的探頭異常顯示。

        3.2 故障檢查與處理

        根據(jù)前述故障原因分析,對(duì)供電模塊、3CRF101SZ 反轉(zhuǎn)開關(guān)進(jìn)行檢查。

        3.2.1 供電模塊檢查分析

        對(duì)供電模塊由專業(yè)資質(zhì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)[2](表2)。

        由檢測(cè)結(jié)果可知,在正常負(fù)載范圍內(nèi)電源模塊各項(xiàng)參數(shù)正常合格。在電源模塊達(dá)到過(guò)載150%之前,輸出性能可維持24 V 無(wú)變化,電源模塊過(guò)載能力臨界值為166%(3.5 A 輸出),且在臨界值時(shí)輸出在24 V 和0 V 來(lái)回波動(dòng)。當(dāng)過(guò)載166%以上,輸出電壓為0,電源模塊輸出關(guān)斷。

        3.2.2 反轉(zhuǎn)開關(guān)檢查分析

        進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),反轉(zhuǎn)開關(guān)電纜已被磨損致金屬芯線外露。

        (1)原因分析。因電纜所在罩殼安裝時(shí),未注意將電纜壓縮彎曲,使得電纜與電機(jī)軸頭摩擦,并最終導(dǎo)致電纜皮層磨損掉落。

        (2)影響分析。3CRF101SZ 電纜磨損致金屬芯外露,使得電纜出現(xiàn)短時(shí)接地導(dǎo)致電源模塊過(guò)載達(dá)到臨界值,引起電源模塊輸波動(dòng),進(jìn)而引起同一供電回路的所有探頭異常波動(dòng)。

        圖2 3CRF101MV 等其他探頭振動(dòng)趨勢(shì)

        圖3 3CRF001MI 趨勢(shì)

        圖4 3CRF101MT 等軸承趨勢(shì)

        表1 故障模式與原因分析

        圖5 3CRF101SZ 從BC 箱斷開后的振動(dòng)等趨勢(shì)

        表2 電源模塊檢測(cè)項(xiàng)目與結(jié)論

        3.3 故障處理

        將損壞的電纜更換和重新安裝,設(shè)備投運(yùn)后全部參數(shù)正常。

        4 結(jié)論與可靠性提升方案

        對(duì)于本次故障,基于真、假2 個(gè)維度剖析,診斷出了故障原因,并據(jù)此檢查處理,最終消除了振動(dòng)異常故障,保障核電站關(guān)鍵設(shè)備可靠運(yùn)行。

        通過(guò)本次維修,總結(jié)出2個(gè)可靠性提升方案:一是修改技術(shù)文件,增加電纜及其罩殼安裝的檢查與質(zhì)量控制要求,避免安裝不規(guī)范導(dǎo)致電纜破損;二是為防止避免此類供電異常故障,計(jì)劃將當(dāng)前的就地供電改為DCS 供電,提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。

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