火电厂凝结水泵振动原因分析及处理

火电厂凝结水泵振动原因分析及处理

发表时间：2018-04-18T17:11:33.330Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：刘姜敏

[导读] 摘要：火电厂是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，对我国社会经济的发展起着至关重要的作用。

(同煤大唐塔山第二发电有限责任公司山西省大同市 037003)

摘要：火电厂是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，对我国社会经济的发展起着至关重要的作用。本文笔者主要阐述了引起火电厂凝结水泵振动的原因，进而分析了火电厂凝结水泵振动的危害以及处理方法，希望较好地促进火电厂的安全稳定运行。

关键词：火电厂；凝结水泵；振动原因；处理策略

我们知道，凝结水泵是火力发电厂发电机组的一个主要辅机设备，它一旦振动超标就会导致泵组发生诸多故障，引起泵组发生停运甚至更严重的故障。同时，还可能会导致备用泵与运行泵之间频繁地切换工作，连带引起电机和供电设备发生一系列故障。所以，采取有效的处理策略才能把凝结水泵的振动不利因素控制在合理范围之内，这对火电厂的长期稳定运行具有十分重要的现实意义。

一、火电厂凝结水泵振动的原因分析

导致火电发电机组凝结水泵振动的主要原因有①在凝结水泵设计和制造过程中,连接管道、导轴承以及安装支架等主要部件的尺寸存在误差,造成凝结水泵装配时零部件之间的间隙无法满足标准要求。②火电厂设计时对凝结水泵的选型判断失误造成所选用的凝结水泵设备与火力发电机组配合度差,凝结水泵长期无法运行在最佳效率区。③凝结水泵的水力存在问题。④凝结水泵的配套电机设备存在问题。⑤凝结水泵安装过程误差较大。⑥凝结水泵的设备运行维护与保养缺失,一些零部件磨损或损坏未得到及时更换,造成凝结水泵的运行工况较差。

1.1机械振动

凝结水泵的机械振动通常是由于水泵转子具有超标的动平衡精度。此外,泵组中心不正、水泵转子发生热弯曲、水泵转子出现永久性弯曲等变形、水泵的支撑底座刚度不足、水泵出现机械松动、水泵零部件的润滑不足以及共振等原因都会导致机械振动。

1.2支撑底座刚度不足

引起支撑底座刚度不足的原因也是多方面的，具体有三个方面：

(1)支撑底座的连接螺栓发生松动。如果凝结水泵在安装或运行检修过程中没有把凝结水泵与支撑底座之间的连接螺栓拧紧，就极有可能导致连接螺栓松动。此时，我们可以通过检查各连接部件之间的差别振动值来查找发生松动的连接螺栓，继而进行相关的处理。

(2)连接接口的法兰接触不良。如果连接接口的法兰发生变形或质量不佳，都可能导致全部连接螺栓虽拧紧但仍不能达到标准要求的连接刚度，以致形成较为明显的差别振动。

(3)水泵筒体与支撑底座之间的接触不良。通常而言，如果水泥底座采用了与设计要求不符的水泥等材料时，水泥基础的质量就会出现问题。

1.3水力问题

凝结水泵发生振动的原因还可能跟水力问题有关。水力问题很多是由于汽蚀现象所致，这里的汽蚀指的是在一定的温度条件下，液体的压力降低到汽化压力就会产生汽泡的一种现象。我们知道，凝结水泵在运行的过程中，如果液体中的气泡含量较大，在流经高压区的时候，汽泡就会在周围高压液体的作用下急剧缩小甚至可能会发生爆裂现象。同时，由于该过程很可能伴随着强烈的水击，因而容易造成对泵体金属内壁表面的冲击，使得泵体发生变形或被击穿，产生巨大的噪音和振动，大大缩短凝结水泵零部件的使用寿命和性能。

1.4电机设备故障

凝结水泵如果出现了电机设备方面的故障，通常是因温度的异常升高引起的。出现这种情况如果不及时处理就极有可能造成电机的损坏或直接报废。电机设备如果长时间地过负荷运行就会对电机产生极大的危害。在进行检查维修的过程中，我们要对电机温度进行适时监测和有效判别，快速明确导致电机出现温度升高的原因，这一点十分重要。

1.5凝结水泵的安装不当

(1)共振加剧振动。当凝结水泵水压力造成的脉动与泵体或管道的固有振动频率相一致时就会产生共振而凝结水泵的基础强度不足时,其基础所承受的动载荷同样会造成振动,特别是凝结水泵基础较小时,凝结水泵和基础的振动都比较大若凝结水泵与电机设备采用分基安装,经过长时间运行后必然会发生基础的不均匀变形,从而导致安装好的凝结水泵产生径向偏移等问题,更加促进了凝结水泵振动。

(2)管道的安装与固定。凝结水泵的出口管道必须安装强度足够的定位支架,否则在应力作用条件下,管道可能会发生变形,并进而对整个凝结水泵组的对中状态造成影响。同时要保证凝结水泵进出口管道连接的稳定性,若稳定性变差会造成约束刚度的降低,严重情况下约束刚度会失效。此外,要对管道以及凝结水泵的荷载能力进行仔细校核,确认满足验收准则要求后方可验收通过。

二、有关振动的实例介绍

2.1实例概况

某火力发电厂有2台火力发电机组,每台机组都配备三级凝结水泵,每一级有2台,在正常运行情况下1台运行另外1台备用。其中,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级凝结水泵分别为2组叶轮、1组叶轮和2组叶轮。在每一台水泵的入口叶轮处均安装了一个诱导轮以提高叶轮的抗汽蚀能力。自投运以来,该火电厂的凝结水泵组已经运行了十余年,逐渐呈现出较为频繁的异常工况,其中就包括比较严重的振动问题。监测结果表明,Ⅰ级凝结水泵有0.11―0.15mm的轴承振动,Ⅱ级凝结水泵有0.08―0.13mm的轴承振动,Ⅲ级凝结水泵的轴承振动则在0.08―0.12mm之间,都要比相关规范中小于0.08mm的要求要大,给凝结水泵以及发电机组的安全稳定运行带来了极大隐患。

2.2关于对振动的处理和检查

针对上述问题，该厂组织相关专业人员，对目前各级凝结水泵在运行中存在的振动幅度过大的问题，进行了研究分析和检修维护，具体如下：

(1)消除不平衡因素。由于运行时间过长，转子之间的磨合产生了摩擦，这个时候就要消除这种不平衡因素。一是对水泵的转子实行低速运行平衡，即利用对凝结水泵进行拆解维修的机会，对转子上的有关零部件进行更换，从而消除原始不平衡量因素。二是对长期运行产生不同程度损坏的诱导轮进行维护或者更换，由于该诱导轮主要安装在凝结水泵入口叶轮处，长期运行会发生后发生汽蚀现象，处理方法比较多，主要是修复汽蚀较轻的部位或者打磨、补焊，以及对汽蚀比较严重的诱导轮进行更换，同时进行低速动平衡。

(2)对转动部件进行检查。主要看是否发生松开或脱落。经过检查，发现该凝结水泵在实际运行中并没有产生相关问题，其转动部件也