1 000 MW機組凝結水泵振動原因分析與處理

朱德強，王輝

(廣東大唐國際潮州發電有限責任公司，廣東 潮州 515723)

1 000 MW機組凝結水泵振動原因分析與處理

朱德強，王輝

(廣東大唐國際潮州發電有限責任公司，廣東 潮州 515723)

介紹了潮州電廠1 000 MW機組凝結水泵由工頻改為變頻后，在某一轉速區振動嚴重超標的問題，針對該項問題分析了其原因，通過采取針對性的檢修措施，有效降低了凝結水泵的振幅，為凝結水泵長周期、安全可靠運行提供了保障。

凝結水泵；變頻；振動；同軸度；檢修

0 引言

隨著我國國民經濟的發展,科學發展觀、可持續發展、建設節約型社會得到了黨中央、國務院的高度關注和大力提倡，并把節約優先、效率為本作為我國能源政策的首要任務。

變頻技術作為一項成熟可靠的節能技術，在電力企業中得到了廣泛的推廣與應用， 特別是在大型火力發電廠凝結水泵上普遍采用了該項技術。但由工頻改為變頻后，凝結水泵在某一轉速區間存在振動嚴重超標，針對該項問題，本文從優化水泵檢修工藝、降低振動方面進行分析與處理[1]。

1 設備簡介

潮州電廠二期2臺1 000 MW機組原設計6臺工頻凝結水泵，2用1備。

凝結水泵為長沙水泵廠生產的C630III-6型6級立式泵，推力由安裝在泵體上部的推力軸承來承受，配套電機為湘潭電機廠生產的6 kV，1 490 r/min，1 500 kW的YSPKSL560-4型三相立式異步電動機。

為響應國家節能降耗號召，潮州電廠在設備安裝階段對凝結水泵進行了改造，即將原設計的工頻凝結水泵改為變頻凝結水泵，實現調速功能，全開出口管路調節閥，降低管系阻力損失，從而達到節能目的，凝結水泵主要技術規范詳見表1。

2 故障現象及原因分析[2]

2.1 故障現象

二期6臺凝結水泵工頻運行時振幅均在50 μm以內。凝結水泵由工頻改為變頻后，1 100 r/min與1 300 r/min是凝結水泵常用的工作轉速，也是共振區轉速，轉速在1 100 r/min與1 300 r/min左右時，振幅嚴重超標。通過電機加固后，凝結水泵振幅有所降低，但最大振幅仍達到410 μm左右，嚴重影響機組安全運行。

表1 凝結水泵與電機主要技術規范

潮州電廠#3，#4機組大修時，先后對4臺凝結水泵解體大修，優化檢修工藝，對每臺機組凝結水泵的槽鋼固定頂絲按順序進行了調整。

2.2 原因分析

2.2.1 轉子提升量

媒體在粉絲形象塑造的過程中扮演了引導者的角色。自2005年“超女”開始，“粉絲”闖入了大眾視野。一時間，媒體上充斥著各種批判粉絲的新聞報道，“瘋狂”、“盲目”的粉絲形象逐漸在大眾中形成刻板印象。

凝結水泵解體時，測量凝結水泵裝推力軸承時轉子部件的提升量和拆去推力軸承時轉子的總竄動量，發現4臺凝結水泵轉子的總竄動量在110 μm左右，提升量整體偏高5 000～7 500 μm，而且每臺凝結水泵各級葉輪在葉輪室竄動量偏差達到2 000 μm。分析認為，凝結水泵各級葉輪在葉輪室內竄動量分布不均，且轉子提升量過大，造成水泵個別轉子葉輪在運行中水流擾動較大，在某一轉速區間內個別葉輪入口會產生渦流，是引起凝結水泵在某一轉速區振幅偏大的原因之一[2]。

2.2.2 導葉螺栓松動

在#3，#4機組4臺凝結水泵進行解體檢修時，發現存在部分共性問題：凝結水泵泵體各級導葉部分連接螺栓松動或脫落；凝結水泵各級導葉在運行中剛度降低，從末級葉輪至首級葉輪開始，導軸承、葉輪密封環、軸套的磨損量逐步加大，特別是3C，4A凝結水泵在解體過程中表現明顯；泵體各級導葉連接雙頭螺栓沒有彈簧墊和平墊，運行工況差，長時間運行后連接螺栓沒有防松動措施，受力時沒有起到一定量的緩沖保護及減振作用，螺栓松動后脫落，泵體剛性差，振動加大。

2.2.3 對輪中心存在偏差

潮州電廠通過利用#3，#4機組大修機會，在4臺凝結水泵解體檢修之前，對電機軸與凝結水泵軸的同軸度進行復查，發現4臺凝結水泵運行中軸與電機軸的同軸度存在不同程度偏差。松開電機加固槽鋼固定頂絲后，3B，4A凝結水泵軸與電機軸的同軸度偏差減小，可以推斷凝結水泵在運行中振動大，再盲目打緊電機固定頂絲后，引起凝結水泵軸與電機軸同軸度偏差加大，雖然運行中短時間內電機振動值減小，但是運行一段時間后電機軸承和凝結水泵導軸承劣化趨勢明顯，振動值會逐步加大，因電機四周8個頂絲的力量不均勻，造成凝結水泵軸與電機軸同軸度偏差大。

3 振動處理[3]

3.1 調整各級葉輪竄動量

3.2 嚴格執行檢修標準

更換磨損超標部件，各級導葉連接螺栓增加彈簧墊片，嚴格執行凝結水泵大修作業驗收質量技術標準(標準見表2)，更換磨損部件和超標部件，增加泵體各級導葉連接雙頭螺栓彈簧墊和平墊，提高泵體剛性及各級導葉連接螺栓防松能力。

表2 作業包驗收質量技術標準

3.3 調整頂絲

架設百分表調整電機固定頂絲與凝結水泵聯軸器找中心同步進行，分以下2種情況進行調整。

(1)凝結水泵或電機大修時的處理方法。在電機與凝結水泵聯軸器找中心時,兼顧電機加固調整螺栓，在調整螺栓處架設8塊磁力座百分表，根據百分表讀數調整螺栓緊力，做到既保證固定螺栓力度基本一致，又確保凝結水泵與電機聯軸器同軸度精準。通過動平衡調整試驗，如4C凝結水泵在聯軸器部位加配重的方法可有效地改變振動區間，將共振區偏離設備正常運行轉速。啟動凝結水泵現場測試，最大振幅出現在1 300 r/min轉速附近，電機上部順水流方向約135 μm，最高轉速時垂直水流方向振幅為72 μm，水流方向振幅為79 μm。#4機組滿負荷時凝結水泵轉速1 270 r/min，最大振幅約94 μm；轉速低于1 270 r/min時，振動值會快速減小，所以凝結水泵日常帶負荷運行時，振動值在可接受范圍之內。

(2)凝結水泵或電機不大修時的處理方法。凝結水泵與電機聯軸器螺栓未拆除的情況下，振動測試在電機上部固定螺栓頂絲調整螺桿緊固和完全松開的狀態下進行，4B凝結水泵電機上部完全松開狀態不同相位升速Bode曲線如圖1所示。

電機上部固定螺栓頂絲調整螺桿完全松開狀態下進行振動測試，在1 300 r/min轉速下、凝結水泵在垂直水流方向呈現振動峰值，振幅為123 μm；在1 216 r/min轉速下、凝結水泵在順水流方向出現振動峰值，振幅為212 μm，振動超標且在凝結水泵常用轉速區域內，無法滿足該泵正常安全運行。

在4B凝結水泵電機加固調整螺栓頂絲處架設8塊磁力座百分表，根據百分表讀數不變打緊調整螺栓緊力，既做到保證固定螺栓力度基本一致，又能保證電機與凝結水泵聯軸器中心偏差不變，4B凝結水泵啟動過程2個測點不同相位實測Bode曲線如圖2所示[4-5]。

圖1 電機上部完全松開狀態下升速 Bode 圖(截圖)

圖2 電機上部緊固狀態下升速Bode圖(截圖)

3.4 實測調整效果

通過對4B凝結水泵電機外部支撐重新進行調整，最大轉速變頻運行時，振幅最大，為電機上部順水流方向約131 μm；轉速至1 400 r/min左右振動振幅已降至40 μm以下，水流方向振動振幅基本在20 μm以內。機組帶負荷運行，凝結水泵變頻運行的最高轉速不會超過1 400 r/min，振動值處于優良水平。

4 結束語

凝結水泵由工頻改為變頻是各火力發電廠節能的主要措施，是未來發展的主要趨勢，雖然從檢修工藝方面可以降低振動，但要根據各個凝結水泵運行中振動頻率及特性，因地制宜采取各種措施。潮州電廠對凝結水泵采用了電機加固方法、動平衡、優化檢修工藝、提高檢修質量標準等將振動降低在合格范圍內，為機組安全長周期運行提供了保障。

本文所論述方法均經過現場實際驗證，雖然不能從根本上消除共振，但實際處理效果相對較好，處理費用低、耗時短，仍是比較理想的處理手段，供相關人員參考。

[1]章建林,龔桂華.變頻改造后凝結水泵振動原因分析與對策[J].水泵技術,2007(1):41-42.

[2]鐘偉權.立式凝結水泵組振動問題淺析[C]//中國電機工程學會第十屆青年學術會議論文集,2008:1-3.

[3]張啟發.凝結水泵振動原因分析與解決措施[J].冶金動力,2006(6):50-51.

[4]陳鎮波.立式凝結水泵振動分析及處理[J].科技資訊,2009(11):91-92.

[5]王輝,陳鎮波,李軍.1 000 MW機組凝結水泵變頻改造后振動處理[J].華電技術,2013,35(11):70-71,75.

(本文責編：劉炳鋒)

2017-04-07；

2017-07-03

TM 358

B

1674-1951(2017)08-0061-03

朱德強(1978—)，男，河南洛陽人，助理工程師，主要從事火力發電廠汽機技術管理工作(E-mail:yangguang7068@163.com)。