闭式水泵振动超标原因分析及处理方法

闭式水泵振动超标原因分析及处理方法

王学成

AnalysisofClosedWaterPumpVibrationExceedStandardCauseandtheTreatmentMethod王学成WANGXue-cheng（宁夏京能宁东发电有限责任公司，银川750400）（NingxiaJingnengNingdongElectricPowerCo.，Ltd.，Yinchuan750400，China）

Abstract:Thispaperanalyzesthereasonoftheclosedwaterpumpvibration,accordingtotheoperationandmaintenancedatastatistics,putsforwardthesolutiontotheclosedwaterpumpvibrationandpreventivemeasures.关键词院闭式水泵；振动原因；解决方法Keywords:closedwaterpump；thevibrationcauses；thesolution中图分类号院U464.138+.1文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）01-0084-020引言宁夏京能宁东发电有限责任公司一期2伊660MW汽轮机组为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、间接空冷凝汽式汽轮机，型号CLNJK660-24.2/566/566型。#1机组于2011年3月18日通过168小时试运后投入商业运行，#2机组于2011年6月20日通过168小时试运后投入商业运行。锅炉为哈尔滨电气集团股份有限公司生产的2210/25.4型660MW超临、单炉膛、固态排渣锅炉。发电机为哈尔滨电气集团股份有限公司生产配套。

1闭式水系统简介及主要设备参数我公司每台机组闭式冷却水系统设有2台SLOW350-440B型冷却水泵，为上海连成（集团）有限公司生产的单级双吸卧式水平中开离心泵，每台泵入口设置有3.0mm精度滤网，系统正常运行时一用一备，水源为来自高位膨胀水箱的除盐水，水箱设计在主机房26米层，水箱容积10m3，钢板焊接，其作用是向汽轮机、锅炉、发电机的辅助设备提供冷却水。水箱补水有除盐水和凝结水两路，正常情况下使用除盐水补水。闭式水由辅机冷却水冷却，设计两台M30-FG型闭式水热交换器，换热器结构为板式换热，上海阿法拉伐公司生产，正常运行时一用一备，单台传热面积780.3m2。

2设备投运后运行情况公司#1机组设备自2010年11月开始陆续投入试运行，#1机组闭式水系统检查完后投运，两台泵前后轴承振动均在0.10mm左右，运行一段时间后振动值有升高趋势，在0.11-0.13mm左右。在11月至2月试运行过程中，由于振动超标厂家先后两次更换了两台泵的前后轴承，解体后检查轴承滚珠有磨损迹象，轴承室内润滑脂颜色变黑，厂家解体检修更换轴承后振动有所下降，但均超出设计值，厂家交代可以运行。#12闭式水泵振动历史数据如下（截取10天数据，单位mm）。

#2机组投运后两台泵的振动现象和#1机组的振动趋势相似，两台泵各更换过一次轴承，轴承及润滑脂和#1机组现象相似。两台机组完成168小时试运后，4台闭式水泵振动基本在0.10mm左右运行，系统管道振动也较大。

3原因分析及解决方法引起泵振动的原因很多，一般情况下离心泵的振动有机械原因、水力方面原因以及其他综合因素造成的振动。

根据现场设备的实际情况以及收集的振动数据，我们组织专业人员从设备、系统及运行方式等各方面进行了分析，最终确定了检修方向，在#1机组C级检修过程中，彻底对两台泵进行了检修，修后振动值下降至0.06mm左右。主要从以下几个方面进行：3.1转子质量不均衡转子的平衡是有其上各个部件（包括轴、叶轮、轴套、平衡盘等）的质量平衡来达到的，由于水泵转子质量不均衡引起的水泵振动现象是最为常见原因之一。离心泵的叶轮或轴等转动零件经过长时间运转后，由于磨损和腐蚀以及局部损坏等原因均可造成转子的质量不平衡。旋转时就会使叶轮在高速运转中产生一个较大的离心力，导致泵振动，甚至是破坏性振动，其振动频率和转速一致，而振幅与负荷、吸入压力大小无关，仅随转速变化而变化。当泵检修后，尤其是更换转动部件以后，要重新做动平衡试验，进行校正，达到平衡才能消除振动。

3.2汽机侧闭式水系统管道晃度较大按照系统设计，检查系统支吊架安装情况，闭式水系统管道支吊架设计符合设计要求，但是入口母管晃度较大（DN500），母管前后设计了三处吊架，入口母管晃度造成泵入口管道晃动，影响设备的正常运行。根据现场布置情况，在靠近立柱处设计了一处滑动固定支架，入口母管可以沿轴向自由膨胀，但限制其径向晃动，以此改善了两台泵入口管道的晃动问题，保证了水泵入口管道在允许晃动范围内。滑动支架安装后，入口管道晃动大为改善，水泵振动值下降约0.01mm左右。

3.3泵入口管道布置问题由于入口流体自立管垂直下落后对管道滤网进行冲击，加上滤网的节流作用和扩容会造成流体流场的紊乱，以至于影响到泵入口流体的水力模型，从而影响到泵的流量特性，引起水泵振动增加。我公司闭式水泵入口滤网为不锈钢材质，孔径为0.3mm，通流倍率为1:3，通流面积较大，而且闭式水的水质相对较为洁净，系统进入杂质的可能性较小，可以排除造成滤网堵塞造成水泵振动的增加。在小修过程中，我们将#11闭式水泵的入口滤网取出而保留#12滤网，投入系统运行，滤网部位的管道振动略有下降，但是水泵本身振动几乎没有改变，切换至#12泵后无明显区别。计划下一步对泵入口管道进行改进，使流体平缓进入，减缓泵入口冲击力。

3.4系统管道内积存空气在#21闭式水泵的一次切换过程中，泵体排空打开后大约1min左右才开始排水，而在之前的启动过程中，排空时间约20-30s，随即对管道系统的高处排空点全部打开排气，发现排空管道内的水为乳白色，观察1min后水质变清，经化验确定为水中溶有空气。沿炉侧闭式水系统检查发现，磨煤机、风机及机侧氢冷器冷却水管道高处均无排空点，小修时对上述高处均加装排空管道，启泵前对系统进行全面排空，启动后水泵运行平稳，振动下降约0.01-0.015mm。随后要求发电部在设备运行过程中每周定期排空两次，水泵振动未出现上升现象。

3.5水泵基础及与电机连接问题闭式水泵和电机共用基础底座，水泥基础上安装有200mm槽钢基座，水泵和电机通过地脚螺栓安装在槽钢基座上，检查中发现基础槽钢的振动达到0.10mm左右，我们采取了如下措施：淤在槽钢侧面处各加装了四块加强筋板（厚度20mm），采用满焊焊接，加强基础槽钢的支撑强度。于槽钢框架内无填充物，将基础水泥表面凿出10-20mm密集麻坑，使用高标号水泥砂浆灌浆，加强泵体基础抗震能力。盂将#12闭式水泵地脚螺栓、泵和电机联轴器以及进、出口法兰松开，使泵处于自由状态。随后将泵出口管道支座焊口切割开检查，发现出口管道抬高约20mm，我们将水泵和电机整体抬高，消除泵进、出口法兰错口后，重新对出口管道和支座进行焊接，减轻管道对泵体的附加作用力。榆电机地脚螺栓处加装的垫片数超标，根据抬高量重新加工了地脚垫板，中心调整时使用的不锈钢垫片均未超过三片，中心标准控制在0.03mm以内。虞闭式水泵联轴器为刚性连接，连接螺栓加装了减震圈，检查发现部分减震圈已有破损痕迹，全部进行了更换。

4结论通过以上工作，水泵启动后振动值下降了0.03-0.05mm左右，且进出口管道振动也明显改善。下一步计划在水泵的入口管道处加装膨胀节，以进一步改善管道对泵体振动的影响。根据对#12闭式水泵的改进工作，对其他三台水泵也进行了上述处理，泵振动值均下降了0.05mm左右，且再未更换过轴承，大大提高了设备的安全性和经济性。为了预防闭式水泵振动过大，除了在泵的设计、管路施工和调试等方面进行严格控制外，在日常维护过程中需要严格执行设备轮换制度，定期对前后轴承室油脂进行检查和更换，保证轴承的润滑良好。日常巡检注意水泵地脚螺栓检查，发现松动立即处理，水泵切换后检查联轴器减震垫圈，必要时更换。总之，通过日常精心维护和设备的定修，可以保证设备的安全可靠运行。

参考文献院[1《]SLOW系列中开蜗壳式离心泵》说明书.[2]安连锁.泵与风机[M].中国电力出版社,2001:2-9.[3]李玉柱,苑明顺.流体力学[M].清华大学出版社,1997:52-71.