1000MW機組大型立式軸流泵振動大原因分析及處理

呂秀立

摘 要：立式軸流式循環水泵是發電廠中的重要設備，水泵能否穩定運行、振動是否符合標準是關乎機組能否正常平穩運行的重要依據。文章針對現場實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提供參考。

關鍵詞：軸流泵；振動；水導軸承；內筒體；盤根

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

1 概述

綏中發電廠二期兩臺1000MW燃煤汽輪發電機組采用單元制的直流供水系統，每臺機組配置3臺立式單級軸流式循環水泵，水源為海水。其主要功能是為汽輪機凝汽器和其他輔機冷卻設備提供冷卻水。自機組投產后5年期間內一直運轉良好，近期此類水泵曾出現振動數值緩慢增升并伴有不規則異音、盤根甩水等狀況發生，經專業技術人員多次細致分析及排列治理措施，最終解決水泵振動大、盤根甩水嚴重等隱患。

2 設備概況

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

3 循環水泵故障征象

2015年一臺循環水泵出現振動數值緩慢增升并伴有不規則異音、盤根甩水等狀況，振動數值如表1所示。

4 振動原因分析及處理措施

4.1 泵軸彎曲致使軸瓦偏磨

1000MW機組循環水泵由上、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軸承造成偏磨，最終引發振動數值增大。經解體檢查測量發現下軸成空間“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，存在彎曲應力。

（2）水泵在運轉過程中異物進入造成動、靜部分發生輕微碰磨，致使泵軸發生彎曲。

4.1.2 處理措施

將泵軸返廠進行校正處理：

（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，修兩端中心孔。

（3）再以修正后的中心孔為基準，校圓軸葉輪處和軸套處。

4.2 葉輪與殼體密封環之間發生動、靜碰磨

殼體密封環設計形式為分體焊接形式，存在焊口斷裂風險，解體檢查發現葉輪與靜密封環發生碰磨，靜密封環發生斷裂。

4.2.1 原因分析

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

（2）原始固定穩釘設計不合理，不能有效固定靜密封環，造成脫落出現碰磨。

4.2.2 處理措施

（1）更換新密封環，并將配合間隙調整至標準范圍內。

（2）重新加工固定穩釘進行鑲嵌點焊。

4.3 循環水泵內筒體法蘭止口腐蝕造成同軸度增大

解體檢查發現循環水泵內筒體法蘭止口腐蝕，第一級內筒下部法蘭內部焊縫已嚴重腐蝕（最深處約7mm），已影響法蘭強度，致使內筒水導軸承同軸度偏大。

4.3.1 原因分析

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

4.3.2 處理措施

（1）重新更換內筒下部法蘭并進行焊接，對點腐蝕區域進行挖補后打磨焊接并車削處理。

（2）涂抹專用液態密封膠（KE-45），應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行緊固。

4.4 水導軸承及軸套磨損

循環水泵設計有四級水導軸承，解體后發現各級水導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，泵軸晃度大，最終造成振動增大、盤根甩水現象發生。

4.4.1 原因分析

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

（2）轉子與軸承同軸度超標，即循環水泵外筒傾斜，產生了拉或推的應力。

（3）水質顆粒雜物多，加速軸承和軸套的磨損，或水導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。

4.4.2 處理措施

（1）內接管止口補焊后重新車削至標準尺寸。

（2）檢查外筒體的傾斜情況，架設百分表測量喇叭口的移動情況。

（3）檢查泵體排氣閥排氣狀況，同時進一步研究水導軸承潤滑方式，由自潤滑方式改為外注清水的方式進行潤滑，以此延長軸承的使用壽命。

（4）填料函安裝時嚴格使用專用卡具，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，確保其嚴密性。

5 結束語

水泵振動的因素很多，設計選型、生產制造、施工安裝不當均可引發泵體振動，在解決循環水泵振動的問題中，從多角度分析查找原因，發現水導軸承同軸度超標及泵軸彎曲是引發本廠循環水泵振動的重要因素，經過治理，目前水泵振動、電流等數值均優于修前值，且在優秀范圍內，提高了設備的安全性、可靠性，為其他機組類似問題的分析、解決提供了借鑒經驗。

參考文獻：

[1]何敏贊.大型立式循環水泵振動治理方案[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]于忠玖.循環水系統存在的問題對機組安全穩定運行的影響及對策[M].北京：機械工業出版社，2010，7.

[3]綏中電廠一期800MW檢修規程（內部資料）[Z].endprint