循環水泵出力低及振動大故障治理

梁青祥

【摘要】本文通過對72LKXA—23.3型立式循環水泵組的故障原因進行深入分析的基礎上，結合現場實際，提出了綜合治理的方案，在大修中實施后，處理好循環水泵出力不足和振動大的缺陷，節約了更換新葉輪的巨額費用，經濟效益和安全效益顯著。

【關鍵詞】循環水泵；出力不足；偏斜；處理措施

0概述

耒陽發電廠循環水泵房二期工程配置3臺長沙水泵廠生產的72LKXA—23.3型立式循環水泵，向兩臺300MW汽輪發電機組的開式循環水系統提供冷卻用水。從2003年投運至今，由于運行年限長久、基礎下沉、臺板變形等原因，3臺泵組相繼發生了不同的故障。其中以#5循泵最為突出，其出力較其它泵組低，振動較其它泵組大。

本文以#5循環水泵出現的故障進行深入分析的基礎上，結合大修進行綜合治理，查明了立式泵組故障的原因，優化設備檢修方案，保證了設備安全經濟運行。

1循環水泵結構簡介

72LKXA—23.3型立式循環水泵為轉子部件可抽出式混流泵，輸送介質為淡水，在不拆卸外泵體的情況下可以單獨抽出泵工作部分進行檢修。泵的吸入口垂直向下，出口水平布置，從電機端往下看，泵順時針旋轉，泵軸向下重量由電機承受。

這種泵的轉子部件主要由葉輪、下主軸、中間套筒聯軸器，上主軸、軸套、泵聯軸器等組成，淡水從進口喇叭口進入，葉輪升壓通過導葉將其送至出水管經吐出彎管送入循環水供水母管。泵軸由四個橡膠導軸承來起徑向支承作用。橡膠軸承的潤滑從上軸承填料盒體的注水口進入，經過上內接管水腔，到軸保護管內流經各道橡膠軸承冷卻潤滑后，最后從葉輪后部經葉輪平衡孔，排回泵吸入口。轉子的軸向由電機的推力軸承來承受，而推力軸承由透平油來潤滑和冷卻。

泵的主要性能參數為：流量25740m3/h，揚程23.3m，轉速375r/min。

配套電機為湘潭電機廠生產的YL2300-16/2150-1 型立式異步電動機，額定功率2300KW 。

2#5循環水泵大修前的故障情況

2.1在#5循環水泵大修前存在著出力不足和電機進出水方向水平振動大的缺陷

長期以來#5循環水泵電機運行電流較其它泵組小了約30A，在同樣的負荷條件下，單獨運行#5循環水泵相比單獨運行其它循環水泵時，凝汽器真空會降低約0.8MPa。由此可見#5循環水泵出力較低，已不能滿足凝汽器對冷卻水量的要求。特別是在夏季，河水水溫高的時候，即使2機3泵運行方式也不能保證兩臺300MW機組在較高的真空度下經濟運行，降低了機組效率。大修前3臺循泵并列運行時,參數如下: #5循泵運行電流218A，出口壓力0.16MPa；#6循泵運行電流250A，出口壓力0.17MPa；#7循泵運行電流249A，出口壓力0.17MPa。

在大修前#5循環水泵同其他泵組一樣還存在水平振動過大，主要反映在水泵進出口方向上，振動達到了0.15mm。經常是在剛檢修后振動只有0.05~0.07mm，但過不了多久時間振動又逐漸增大。故決定對#5循環水泵進行大修解體檢查。

2.2解體水泵后發現，#5循泵的中間軸承支架外環在與泵體外接管配合部位斷脫了的兩個弧段；上軸承和中軸承處軸套和橡膠瓦磨損嚴重，總間隙達到了4mm；葉輪出口邊有輕微變形內翻現象。

3#5循環水泵故障原因分析及治理

3.1循環水泵出力不足的原因分析及處理

（1）出力不足的原因主要有：吸入側有異物、葉輪密封環間隙過大、轉速低、有空氣吸入、汽蝕、進口有預旋、葉片損壞等原因。

在大修中針對每個可能的原因我們進行了逐項排除：清理泵進水粗攔污柵、清理進口旋轉濾網、檢查和測量葉輪及葉輪密封環間隙、轉子提升量檢查，都沒有發現太大的異常。

（2）由于中間軸承支架斷脫了兩段圓弧，懷疑是斷脫的軸承支架碎片碰傷了高速運行中葉輪，使葉片出口幾何角有少許變形內翻現象，導致水泵做功能力下降。

由泵與風機的基本方程式（歐拉方程）可知，當葉片的出口幾何β2g減少，則揚程HT∞也將減少。因此必須設法修復葉片出口幾何角才可提高葉輪做功能力。

查該泵的葉輪材質為ZG0Cr18Ni2Mo2奧氏體不銹鋼，具有較好的鑄造和焊接性能，可以在400℃~450℃溫度下對變形的葉輪修復，不好影響葉輪的金屬性能。現場組織檢修人員對葉輪進行修復校正，校正過程中嚴格控制加熱溫度不超過標準要求，保持每片葉片形狀一致，并適當回火消除錘擊應力。修復完成后，對葉輪進行金相探傷檢查正常。

3.2循環水泵振動大原因分析及處理

（1）循環水泵振動大的原因主要有：裝配精度不高、吸入水面過低、汽蝕 、軸承損壞、軸彎曲 、電機故障、聯軸器松動、損壞、運動部件不平衡、基礎不緊固、排出管路影響等。在排除其它原因后，重點對軸承支架、橡膠軸承、水泵軸端水平、電機推力頭水平進行重點調整。

（2）中間軸承支架修復和水泵軸端揚度調整：首先修復斷脫的中間軸承支架，通過加工一個和原弧段外徑相同圓環，再切一段圓弧補焊到原斷裂處。由于解體時就發現水泵支撐臺板有不均勻下沉現象，水平揚度南北方向達1.2mm/m，為進水口側(北)低，出水口側（南）高。從而導致水泵外接管偏斜，由于水泵的可抽出部分是支撐在外接管上，這也將導致水泵軸偏斜較大，將引起水泵軸系偏斜運行中振動大。由于條件和工期限制，現場無法對安裝臺板進行重調水平工作。在仔細分析水泵并結構結合現場實際，提出通過調整中間軸承支架的方案來調整水泵軸端水平，在調整好水泵軸端水平南北和東西兩個方向上揚度均小于0.2mm/m后，用鍥鐵鍥緊中間軸承支架和外接管之間的間隙，并點焊固定好。

同時考慮到軸系的中心調整，保證水泵轉子和電機轉子連接后能有一定的自由擺動度，因此對間隙超標的軸承部位僅更換了橡膠軸承，而沒有更換軸套，以防止軸承間隙太小引起轉子單邊碰磨。

（3）電機支架揚度調整：進一步檢查發現該泵電機定子水平偏差也很大，北側低0.6mm/m、西側低0.4mm/m。判斷是由于安裝臺板不均勻下沉所致。綜合考慮后決定以電機推力頭上端為參照，通過在電機定子支架下加不銹鋼墊片調整好電機水平揚度在0.10mm/m以內。在水泵和電機就位后，先在水泵盤根處裝好百分表，用千斤頂頂靠背輪的不同位置，測量水泵軸再盤根盒處的前后左右各方向的移動值，做好記錄。在調整電機與水泵聯軸器中心時，確保圓周偏差不大于0.10mm，端面偏差不大于0.15mm。在某些情況下端面偏差可能達不到要求值，可優先考慮圓周值，但必須確保連接聯軸器螺栓后，水泵軸的前后左右的移動量不要超過極限值為好，以免靠死橡膠瓦引起水泵振動。

（4）修復后泵組運轉情況：大修后泵組整體試運，泵組最大振動值為0.02~0.03mm，出口揚程和電機的運行電流同#6、#7循環水泵接近，各軸瓦運行溫度正常，整體運行效果良好。運行部門在單機單泵、同樣的負荷條件下做了循泵性能對比試驗，運行#5循環水泵相比運行其它循泵時，凝汽器真空幾乎沒有變化，表明#5循環水泵出力不足問題得到了解決。

4結論

大型立式循環水泵由于基礎不均勻下沉，導致水泵外接管偏斜不垂直。可通過調整中間軸承支架位置校正水泵轉子水平，兼顧電機推力頭水平和橡膠軸承間隙，來消除因安裝臺板不均勻下沉而引起的振動缺陷。縮短了檢修工期，保證了設備安全。

另外，在循環水泵長周期運行后，其葉片長期受河水中的雜物沖蝕，在應力作用下，葉片出口幾何角會變小內翻導致葉片做功能力下降，使水泵出力降低。可通過采用合理檢修方案修復循泵葉片葉型，使循泵恢復出力并運行在高效區內，達到挖掘水泵潛力，增加汽輪機冷端系統冷卻水流量，提高凝汽器真空的目的。同時還節約了更換新葉輪的巨額費用，節能效益顯著，具有一定推廣價值。

【參考文獻】

［１］長沙水泵廠.72LKXA—23.3型泵安裝使用說明書[S].

［2］湘潭電機廠.YL2300-16/2150-1 型電動機安裝使用說明書[S].

［3］郭立軍.泵與風機[M].水利電力出版社,1986.

［責任編輯：曹明明］