（广东省韶关粤江发电有限责任公司 广东韶关 512132）
摘要：针对给水泵的振动进行了分类及原因，并进一步对某电厂给水泵振动原因进行分析，提出了的解决措施。以便于能够为技术人员在检查和处理给水泵振动工作中提供必要的参考依据。
关键词：电厂；水泵；振动；措施
引言
给水泵是火电厂的重要设备，其稳定性和安全性至关重要。为了适应火电厂的发展需要，给水泵逐渐向高速度、大流量、超高压的方向发展。但是，随着给水泵转速的提高，其振动问题也日益严重。给水泵振动超标会造成转子的弯曲和变形，损坏叶片，严重时甚至会影响火电厂的正常运行。因此，给水泵振动超标问题必须在实际工作中加以重视。
火电厂给水泵振动的原因是多种多样。具体归类可以分为以下几类：一是给水泵零部件设计缺陷，不符合国家的质量规定；二是转子部件异常，实际旋转中心与设计中心的偏差没有控制在合理的范围内；三是转子部件与静止部件润滑失效，实际摩擦力较大；四是给水泵设备本身或者是各个零部件之间存在联接松动。因此，在实际工作中，有关人员在发现给水泵振动异常时一定要对其振动情况进行检测和测量，科学合理地判断给水泵的振动类型。同时，也不能忽视对泵体机组的整体运行情况的把握，应该对给水泵机组进行全方位的检修，充分了解给水泵的运行状况，及时找到产生振动的原因，并根据原因的不同选择合适的处理方法。
下文根据故障案例分析水泵振动原因分析及处理措施。
1故障案例分析
某电厂９、１０号机组为２台东汽３００ＭＷ供热凝汽式汽轮发电机组，单机配备２台５０％Ｂ－ＭＣＲ汽动给水泵组运行，１台５０％Ｂ－ＭＣＲ电动给水泵备用。汽动给水泵型号３００ＱＴＳＢⅡ－ＪＡ，结构形式为卧式、离心、多级节段、双壳体全抽芯结构，进出、口及抽头接口均垂直向下布置，电动给水泵型号３００ＴＳＢⅡ－ＪＢ，其结构形式与汽动给水泵基本相同，区别在于进出口及抽头接口均垂直向上布置，厂家设计２种泵型芯包完全一致，可以互换。该型锅炉给水泵芯包共５级叶轮，并采用诱导轮技术，诱导轮安装在首级叶轮之前，提高首级叶轮入口压力，降低泵的必须汽蚀余量，给水泵前可不设前置泵。该电厂给水系统现场布置为汽动给水泵有前置泵，电动给水泵无前置泵。
２ 振动原因分析
现场每１台给水泵出现振动异常后，都会根据锅炉给水泵振动常见原因进行排查，首先检查排除引起给水泵振动的外部因素，最终确定给水泵内部存在缺陷。给水泵芯包返厂后，解体检查轴瓦无异常磨损，转子与壳体动静部件无碰摩痕迹，多数存在诱导轮断裂缺陷。通过对上述多台次给水泵振动情况对比及芯包返厂解体检修情况综合分析，导致该电厂给水泵频繁发生振动超标的主要原因如下。
ａ．某一转速范围内的振动增大原因为水力激振。９号机电动给水泵是第１台投运的给水泵，与其余５台给水泵同一批次，因此将１０号机尚未安装的电动给水泵返厂检查，经厂家设计部门试验分析在４０００ｒ／ｍｉｎ以上某一转速区间内的振动超标原因，并非转子刚性不足导致存在临界转速，而是由于水流经过叶轮流道后进入中段内的导叶产生水力冲击，当水力冲击的激振频率与转子或泵壳的固有频率接近时，便会产生共振。通过对泵内各级导叶流道进行分析，发现泵内流体从叶轮流出后在导叶内流动时，在圆周方向上并不均匀，在大流量、高压力的工况下，水力流动不均衡必然产生较强的水力激振，当泵转速达到某一范围时，水力激振引发共振，导致泵振动增大。
ｂ．振动突增原因为诱导轮叶片断裂导致的转子质量不平衡。诱导轮为轴流式叶轮，即使在发生汽蚀时，性能也不会突然下降，而且诱导轮本身的结构设计使其具有更好的抗汽蚀性能。但在该电厂的实际使用中，给水泵诱导轮叶片断裂几乎是该型给水泵的共性缺陷，通过对诱导轮的工况条件和叶片断裂形貌特征进行分析，发现诱导轮的设计叶片厚度、入口型线与水力特性不能完全匹配，导致诱导轮进口处易发生汽蚀，因汽蚀而产生的复杂非定常流动引发压力脉动，与诱导轮叶片的固有频率接近或成一定的比例关系时产生共振，最终叶片疲劳断裂。诱导轮叶片断裂位置均处于进口边缘较薄部位。
ｃ．转子动平衡不合格。2015年6月17日，10号机1号汽动给水泵返修后初次投运便出现振动超标，且振动值随着转速升高而增大，坚持运行一个月后将芯包返厂解体检查，经测量发现该泵转子第４级、第６级叶轮晃度超标（第４级叶轮晃度０．１４ｍｍ、第6级01.8ｍｍ，标准≤0.05ｍｍ），转子残余不平衡量达１０５０ｇ•ｍｍ，大于该转子许用不平衡量７９９ｇ•ｍｍ，振动超标原因为转子动平衡不合格。
３ 处理措施及效果
根据上述不同振动原因，制定针对性的处理措施，并利用机组临停和检修机会对每台给水泵芯包进行检修和改进。
ａ．改善流体在导叶中的水力特性。针对给水泵在某一转速范围内的轴承振动增大问题，经厂家设计部门分析确定对泵的设计进行更改，将部分导叶在圆周方向旋转一定角度，即：二级中段、六级中段上的导叶固定销孔在原位置逆时针旋转１５°，三级中段、五级中段上的导叶固定销孔在原位置顺时针旋转１５°，经更改后各导叶流道位置依次错开６０°，保证流体在导叶中流动的均匀性，有效改善导叶内的异常水力激振，对每台给水泵芯包返厂时均按照更改设计实施，振动消除。
ｂ．改进诱导轮。原诱导轮重新设计改进为加强型诱导轮，优化诱导轮入口型线，加大进口边后掠角，由９０°增加到１２０°（见图１），使叶片进口后掠部位延长，高度降低，改变诱导轮入口的液体流动，提高汽蚀性能，改善给水泵首级叶轮入口条件；对诱导轮叶片整体加厚，改善铸造工艺和热处理工艺，加大叶片与轮毂结合处的圆角，减小应力集中，提高诱导轮结构强度，经无损探伤合格的诱导轮方可使用。先后对２台电动给水泵更换加强型诱导轮，使用效果良好。对４台汽动给水泵，去除诱导轮，用相应的轴套代替。厂家初期设计汽动给水泵安装诱导轮，目的是使得３００ＭＷ机组电动给水泵和汽动给水泵芯包完全相同，以保证２种泵芯包的互换性。由于电动给水泵没有前置泵，在该泵的设计中为降低泵的必须汽蚀余量ＮＰＳＨｒ，保证不发生汽蚀，在首级叶轮前设计了诱导轮增压，诱导轮的设计扬程２８ｍ，加上除氧器高度２５ｍ，才可以满足抗汽蚀要求。汽动给水泵设有前置泵，前置泵扬程８２ｍ，远远超过诱导轮扬程，因此汽动给水泵取消诱导轮也能满足必须汽蚀余量要求，同时不会对泵的流量、扬程产生不利影响，还可降低汽动给水泵缺陷发生几率。
图１ 诱导轮进口型线优化
先对９号机１号汽动给水泵去除诱导轮，运行一段时间，监测压力、流量等参数无变化，陆续对其他３台汽动给水泵去除诱导轮。
ｃ．提高检修工艺质量。给水泵芯包检修中，严格按照检修工艺要求执行。重点检测转子小装后各主要部位的晃度值、瓢偏值，检验、校正转子静平衡和动平衡，分别按照ＧＢ／Ｔ９２３９．１～２－２００６《机械振动恒态（刚性）转子平衡品质要求》Ｇ６．３级和
Ｇ２．５级精度进行。芯包组装时各轴瓦间隙、转子抬量、转子窜量和平衡装置间隙等动静间隙调整合格，减少装配误差，确保检修工艺质量。经过采取一系列的处理措施后，该电厂６台锅炉给水泵运行状态良好，解决了泵振动超标问题。
４ 结束语
综上可见，给水泵在辅助汽轮机正常稳定工作方面起着重要作用，关系着电厂的稳定生产。给水泵运行过程中出现异常振动是较为常见的故障，这就需要在实际工作中需要进一步对监测手段进行完善，做好有效的预防措施，从而更好的实现对给水泵异常振动的有效控制，确保给水泵运行安全性和可靠性的提升。
参考文献：
[1]王德坚，张 磊，满菁华，等．汽轮机设备检修［Ｍ］．北京：中国电力出版社，2012．
[2]刘亚昆，吴兴伟.火电厂给水泵振动原因分析及处理.沈阳工程学院学报，2013，9（04）：337-341
[3]刘华威，杨桂杰．锅炉给水泵诱导轮失效原因分析及改进［Ｊ］．水泵技术，2012（3）：44-46．
[4]杨承远，冀文军.汽轮机给水泵检修中注意的问题.黑龙江科学，2014，5（09）：23.
论文作者:邱国平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/29
标签：给水泵论文; 诱导论文; 转子论文; 叶轮论文; 叶片论文; 水力论文; 原因论文; 《电力设备》2017年第12期论文;