1000MW機(jī)組大型立式軸流泵振動(dòng)大原因分析及處理

呂秀立

摘 要：立式軸流式循環(huán)水泵是發(fā)電廠中的重要設(shè)備，水泵能否穩(wěn)定運(yùn)行、振動(dòng)是否符合標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)乎機(jī)組能否正常平穩(wěn)運(yùn)行的重要依據(jù)。文章針對現(xiàn)場實(shí)際情況分析了其原因和改善措施，為今后同類型水泵在處理類似事件時(shí)提供參考。

關(guān)鍵詞：軸流泵；振動(dòng)；水導(dǎo)軸承；內(nèi)筒體；盤根

中圖分類號：TV53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0057-02

1 概述

綏中發(fā)電廠二期兩臺1000MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組采用單元制的直流供水系統(tǒng)，每臺機(jī)組配置3臺立式單級軸流式循環(huán)水泵，水源為海水。其主要功能是為汽輪機(jī)凝汽器和其他輔機(jī)冷卻設(shè)備提供冷卻水。自機(jī)組投產(chǎn)后5年期間內(nèi)一直運(yùn)轉(zhuǎn)良好，近期此類水泵曾出現(xiàn)振動(dòng)數(shù)值緩慢增升并伴有不規(guī)則異音、盤根甩水等狀況發(fā)生，經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員多次細(xì)致分析及排列治理措施，最終解決水泵振動(dòng)大、盤根甩水嚴(yán)重等隱患。

2 設(shè)備概況

循環(huán)水泵型式為立軸、單支座、可抽芯、固定轉(zhuǎn)速、固定葉片、單級混流泵，泵體主要由喇叭口、葉輪室、葉輪、導(dǎo)葉體、外接管、賽龍水導(dǎo)軸承、主軸、內(nèi)接管、軸套等部件組成。其中葉輪、葉輪室、泵軸、內(nèi)接管、外接管及螺栓等部件均為不銹鋼材質(zhì)（316L）。

3 循環(huán)水泵故障征象

2015年一臺循環(huán)水泵出現(xiàn)振動(dòng)數(shù)值緩慢增升并伴有不規(guī)則異音、盤根甩水等狀況，振動(dòng)數(shù)值如表1所示。

4 振動(dòng)原因分析及處理措施

4.1 泵軸彎曲致使軸瓦偏磨

1000MW機(jī)組循環(huán)水泵由上、中、下三根泵軸連接而成，長度分別為5240mm、3999mm、5949mm。若一根泵軸存在彎曲將致使水導(dǎo)軸承造成偏磨，最終引發(fā)振動(dòng)數(shù)值增大。經(jīng)解體檢查測量發(fā)現(xiàn)下軸成空間“S”型彎曲。即一端向下彎曲，另一端向上彎曲，中間水平方向彎曲。彎曲值較大，裝葉輪處最大為0.7mm。

4.1.1 原因分析

（1）原始泵軸加工工藝不良，存在彎曲應(yīng)力。

（2）水泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中異物進(jìn)入造成動(dòng)、靜部分發(fā)生輕微碰磨，致使泵軸發(fā)生彎曲。

4.1.2 處理措施

將泵軸返廠進(jìn)行校正處理：

（1）用四爪卡盤卡住軸的兩端，打表找正裝軸套處，校圓裝軸套處。

（2）以裝軸套處為基準(zhǔn)，修兩端中心孔。

（3）再以修正后的中心孔為基準(zhǔn)，校圓軸葉輪處和軸套處。

4.2 葉輪與殼體密封環(huán)之間發(fā)生動(dòng)、靜碰磨

殼體密封環(huán)設(shè)計(jì)形式為分體焊接形式，存在焊口斷裂風(fēng)險(xiǎn)，解體檢查發(fā)現(xiàn)葉輪與靜密封環(huán)發(fā)生碰磨，靜密封環(huán)發(fā)生斷裂。

4.2.1 原因分析

（1） 內(nèi)連筒法蘭止口腐蝕造成水導(dǎo)軸承同軸度偏大，水導(dǎo)軸承間隙偏大，葉輪平衡遭受破壞，最終造成動(dòng)、靜部分發(fā)生碰磨。

（2）原始固定穩(wěn)釘設(shè)計(jì)不合理，不能有效固定靜密封環(huán)，造成脫落出現(xiàn)碰磨。

4.2.2 處理措施

（1）更換新密封環(huán)，并將配合間隙調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

（2）重新加工固定穩(wěn)釘進(jìn)行鑲嵌點(diǎn)焊。

4.3 循環(huán)水泵內(nèi)筒體法蘭止口腐蝕造成同軸度增大

解體檢查發(fā)現(xiàn)循環(huán)水泵內(nèi)筒體法蘭止口腐蝕，第一級內(nèi)筒下部法蘭內(nèi)部焊縫已嚴(yán)重腐蝕（最深處約7mm），已影響法蘭強(qiáng)度，致使內(nèi)筒水導(dǎo)軸承同軸度偏大。

4.3.1 原因分析

受海水長期浸泡及雜質(zhì)顆粒侵蝕影響，造成止口腐蝕，已失去密封性和定位性，最終導(dǎo)致泵軸不同心晃度大。

4.3.2 處理措施

（1）重新更換內(nèi)筒下部法蘭并進(jìn)行焊接，對點(diǎn)腐蝕區(qū)域進(jìn)行挖補(bǔ)后打磨焊接并車削處理。

（2）涂抹專用液態(tài)密封膠（KE-45），應(yīng)用于鍵槽間隙以及壓緊螺栓的螺紋孔，以防縫隙腐蝕，螺栓緊固過程中為確保力矩均勻采用十字形緊固法進(jìn)行緊固。

4.4 水導(dǎo)軸承及軸套磨損

循環(huán)水泵設(shè)計(jì)有四級水導(dǎo)軸承，解體后發(fā)現(xiàn)各級水導(dǎo)軸承及軸套均存在不同程度的磨損，軸承磨損后使同軸度超標(biāo)，泵軸晃度大，最終造成振動(dòng)增大、盤根甩水現(xiàn)象發(fā)生。

4.4.1 原因分析

（1）水導(dǎo)軸承同軸度超標(biāo)，即內(nèi)接管止口部位由于腐蝕、磨損等原因不能準(zhǔn)確定位。

（2）轉(zhuǎn)子與軸承同軸度超標(biāo)，即循環(huán)水泵外筒傾斜，產(chǎn)生了拉或推的應(yīng)力。

（3）水質(zhì)顆粒雜物多，加速軸承和軸套的磨損，或水導(dǎo)軸承缺水或潤滑不足造成軸承磨損。

（4）泵軸與填料函中心不一致，造成同軸度超標(biāo)。

4.4.2 處理措施

（1）內(nèi)接管止口補(bǔ)焊后重新車削至標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

（2）檢查外筒體的傾斜情況，架設(shè)百分表測量喇叭口的移動(dòng)情況。

（3）檢查泵體排氣閥排氣狀況，同時(shí)進(jìn)一步研究水導(dǎo)軸承潤滑方式，由自潤滑方式改為外注清水的方式進(jìn)行潤滑，以此延長軸承的使用壽命。

（4）填料函安裝時(shí)嚴(yán)格使用專用卡具，使用廠家建議的密封填料，且將密封形式由原來的斜切口改為直切口，確保其嚴(yán)密性。

5 結(jié)束語

水泵振動(dòng)的因素很多，設(shè)計(jì)選型、生產(chǎn)制造、施工安裝不當(dāng)均可引發(fā)泵體振動(dòng)，在解決循環(huán)水泵振動(dòng)的問題中，從多角度分析查找原因，發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承同軸度超標(biāo)及泵軸彎曲是引發(fā)本廠循環(huán)水泵振動(dòng)的重要因素，經(jīng)過治理，目前水泵振動(dòng)、電流等數(shù)值均優(yōu)于修前值，且在優(yōu)秀范圍內(nèi)，提高了設(shè)備的安全性、可靠性，為其他機(jī)組類似問題的分析、解決提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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