核電站循環(huán)水泵振動異常原因分析及對策

齊曉偉+于鵬飛

摘 要：循環(huán)水泵是核電站重要的輔機設(shè)備，直接影響循環(huán)冷卻水系統(tǒng)及機組的安全和經(jīng)濟運行。根據(jù)機組裝機容量和地理位置的不同，循環(huán)水泵的選用各不相同。本文就核電站循環(huán)水泵振動異常原因分析及對策進行分析。

關(guān)鍵詞：核電站；循環(huán)水泵；震動；對策

引言

循環(huán)水泵主要由吸入喇叭口、葉輪室、葉輪、導(dǎo)葉體、外接管、賽龍導(dǎo)軸承、主軸、潤滑內(nèi)接管、軸承支架、泵聯(lián)軸器、電機聯(lián)軸器、軸套等組成。葉輪、葉輪室、泵軸、潤滑內(nèi)接管及螺栓使用不銹鋼（316），導(dǎo)葉體、外接管、導(dǎo)葉片使用鎳鉻鑄鐵（HT200Ni2Cr）。

一、設(shè)備異常情況

循環(huán)水泵現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)水泵內(nèi)部金屬磨碰聲音很大，在泵體附近能明顯感覺到振感，電流在280～300A之間波動，測量水泵臺板，振動值達0.12mm，電機頂部軸承室處振動達0.26mm（異常前2處測點分別為：0.03mm和0.045mm），振動異常。按《火電施工質(zhì)量檢驗及評定標準》汽輪機篇要求：250～375r/min轉(zhuǎn)速的立式水泵，振動不得超過0.1mm。現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)明顯超出振動標準，決定立即停泵檢查，檢查情況如下：

1）復(fù)查水泵轉(zhuǎn)子提升量30mm，上次回裝時轉(zhuǎn)子提升量10mm（設(shè)計值為10mm），說明葉輪已經(jīng)磨損。

2）賽龍軸承磨損，間隙超標，最小處間隙為1.2mm，最大處3.5mm，軸承內(nèi)側(cè)有輕微龜裂痕跡（廠家說明書提供間隙標準為：0.66～1.36mm）。

3）除填料軸套磨損輕微外，其余各賽龍軸承軸套有明顯磨損，導(dǎo)葉體處賽龍軸承軸套磨損量達2.5mm，上軸套磨損量2.35mm，全部超標（廠家說明書提供間隙標準為：磨損不超過1/3）。

4）上部軸承支架靠近泵軸內(nèi)外圓拉筋焊縫處有兩處明顯斷裂，外筒體與上軸承支架配合處直徑方向磨損量3mm，外圓變橢圓，偏差2mm；外筒體與中間軸承支架配合處磨損量2mm，外圓變橢圓，偏差1.8mm。

5）上部潤滑內(nèi)接管斷裂，下部潤滑內(nèi)接管與導(dǎo)葉連接法蘭磨損嚴重，與導(dǎo)葉體連接法蘭已被磨損消失。

6）導(dǎo)葉連接法蘭磨損嚴重，看不見法蘭痕跡；導(dǎo)葉體φ1955H9/F9位置外圓腐蝕嚴重，最處深5～7mm，間隙增大至10～14mm。與外接管接觸位置也有明顯腐蝕缺陷。

7）檢查泵軸彎曲情況發(fā)現(xiàn)彎曲度超出廠家說明書要求的≤0.10mm，測量情況見表1：

8）葉輪存在偏磨情況，葉片頂部外徑實測值：1370mm、1368mm，磨損量最大22mm，最小4.5mm；葉輪室偏磨，最大磨損為5.3mm。該處鍵條有裂紋，長達320mm。

9）臺板水平北側(cè)上揚0.37mm，西側(cè)上揚0.285mm（標準：臺板水平≤0.05mm/m），筒體垂直喇叭口處偏向北側(cè)20mm，偏向西側(cè)側(cè)10mm（標準：≤0.50mm）。

二、原因分析

導(dǎo)葉體位于葉輪出口，起導(dǎo)流作用，承受葉輪出口水流沖擊。下外接管與導(dǎo)葉體的材質(zhì)均為HT200Ni2Cr（防腐等級比較低），由于常年受海水侵蝕，其配合面φ1955H9/F9發(fā)生腐蝕，產(chǎn)生間隙，因而導(dǎo)葉體產(chǎn)生輕微晃動，導(dǎo)致下部賽龍間隙變大，不能固定泵軸，使軸系發(fā)生以最上面賽龍軸承為支點的晃動。隨著晃動的加劇，各賽龍軸承間隙逐漸變大，聯(lián)軸器與潤滑內(nèi)接管磨碰直至內(nèi)潤滑接管斷裂，伴隨金屬碰磨聲音，并引發(fā)其它部件損壞，致使振動電流超過允許值，水泵故障停運。對水泵部件損壞的情況進行分析，認為導(dǎo)葉體的腐蝕損壞是導(dǎo)致故障的主要原因。

三、處理措施

1）對導(dǎo)葉葉體、外接管、導(dǎo)葉片采用耐海水涂料進行除銹防腐的修復(fù)處理。

2）由于各賽龍軸承及軸套嚴重磨損，經(jīng)測量間隙超標的，全部更換。

3）將有裂紋的上軸承支架補焊，上車床檢查托架外圓偏差情況，進行車銷修正。同時將螺絲孔M20擴大至M24，增加軸系的鋼性。

4）更換損壞潤滑內(nèi)接管，并對法蘭處進行處理：上、中、下潤滑內(nèi)接管在兩端法蘭處加裝筋板，螺栓孔擴大至28.5mm；對舊潤滑內(nèi)接管法蘭平面重新找平，法蘭止口修圓。保證兩法蘭平面平行度并與軸垂直，尺寸及相關(guān)要求與圖紙一致。

5）對于導(dǎo)葉體的處理，按照如下方案進行：將φ1955H9/F9位置先上立車車至φ1935mm，再補焊約20mm厚的316L不銹鋼條，不銹鋼條與筒體的焊接面均要求開較大坡口，條上相隔300～400mm鉆1個30mm孔，目的是加大、加多與外接管的焊接面，以提高結(jié)合強度，修復(fù)到原有設(shè)計的1955mm；對與下內(nèi)接管連接的Ф435mm法蘭采用鑲不銹鋼316L的方式修復(fù)至原尺寸，M20螺孔擴大為M24mm；校驗兩端法蘭垂直及同心度。

6）對3根泵軸采用加溫校正的辦法進行校直，校直后的彎曲值恢復(fù)到0.10mm以內(nèi)。測量值見表2：

7）調(diào)整臺板水平：北側(cè)上揚0.03mm，西側(cè)上揚0.025mm。

8）葉輪室的中間位置有磨損痕跡，上機床進行校測，發(fā)現(xiàn)磨損最深處有2～3mm，在機床上光刀做過渡圓滑處理；有3個葉片磨損較嚴重，磨損量最大有22mm，以磨損小的葉片為基準，在其他3個葉片上鑲焊不銹鋼條，焊后打磨平衡，打磨后用立車加工至滿足圖紙尺寸要求，再重新做動平衡；回裝時，在導(dǎo)葉體及軸承支架外圓由下至上用斜鐵定位對中，并點焊固定（因為導(dǎo)葉體及軸承支架是循環(huán)水泵軸系的泵、軸定位裝置，通過導(dǎo)葉體及軸承支架與循環(huán)水泵筒體的間隙調(diào)整、固定，可以保證中軸與上、下軸保持同心，進而保證了泵軸安裝后的同心度），其余回裝步驟按照水泵安裝要求進行。

9）檢修完畢后投入試運，聲音正常，電機上機架水平振動南北向0.018mm、東西向0.025mm，軸向振動0.022mm，泵組運行情況良好。

四、結(jié)束語

造成電動機設(shè)備振動及電磁噪音異常的原因還有許多，只有在工作中認真觀察及分析，才能準確地找出主要原因并針對性進行處理，就能有效地解決電動機運行中的振動及電磁噪音問題，保證電動機長期安全、穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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