元寶山發電廠循環泵振動分析及處理

許晨

摘要：根據600MW機組運行情況，闡述了4號機組的立式斜流循環水泵振動大的原因是由于原循環泵易發生汽蝕所致，因此對改造前參數進行計算和分析，從而對電機和水力部件進行改造，改造后在葉輪室及導葉體面上設有圓形密封圈槽，利于減振。改造之后循環泵振動有較大幅度的減小，循環泵運行參數良好，可以有效提高循環泵運行的安全性，減少了設備損耗，延長使用壽命。

Abstract： According to the operation of 600MW unit， the reason why the vertical diagonal flow circulating pump of Unit 4 is large in vibration is explained by the fact that the original circulating pump is prone to cavitation. Therefore， the parameters before modification are calculated and analyzed， so as to transform the motor and hydraulic components. After the transformation， a circular seal groove is arranged on the impeller room and guide vane body surface， which will help reduce vibration. After the transformation， the vibration of the circulation pump is greatly reduced， and the operation parameters of the circulation pump are good， which can effectively improve the operation safety of the circulation pump， reduce the equipment loss and prolong the service life.

關鍵詞：循環泵；振動；改造

Key words： circulating pump；vibration；transformation

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）04-0133-02

0 引言

元寶山發電有限責任公司4號機組（600MW）A、B循環泵為長沙水泵廠生產的立式斜流泵，型號：72LKXA-23；流量：30600立方米/小時；揚程：23米水柱；效率：87.5%；功率：2191.8kW；轉速：425轉/分。4號機組A、B循環水泵自機組正式并網發電以來，在循環泵運行中存在振動偏大缺陷，設備運行不穩定多次出現重大缺陷。

1 循環泵計算分析

4號機組A、B循環泵運行期間出現過幾次重大缺陷，一直沒有解決的是泵體振動，泵運行過程中間歇性異音，基礎漏泄。分解前電機震動最大值：2.1mm/s，泵體最大振動值：3.4mm/s，嚴重影響機組安全穩定運行。為解決振動問題對A循環泵解體大修，檢查發現導葉體等部件損壞，將導葉體、葉輪、葉輪室、主軸返長沙水泵廠檢修處理。A循環泵處理期間，循環泵進口段內壁（口環位附近）有兩處穿透性損壞，A、B導軸承磨損，軸套與導軸承間隙為1.0mm，下導連接螺栓斷裂，導軸承端面連接螺栓絲孔損壞，導軸承脫落、損壞，導葉體導軸承鑲嵌部位磨損嚴重，與導軸承配合間隙前端超出標準尺寸7mm、后端超出標準尺寸2mm。更換導軸承，對導葉體導軸承鑲嵌部位進行整圈對焊車削至標準尺寸并校核同心度；對端面絲孔補焊，重新換向鉆孔、攻絲并將連接螺栓全部更換耐腐蝕的不銹鋼螺栓。進口端磨損主要因為葉輪在設計過程中有三處平衡筋板，葉輪在旋轉過程中平衡筋板相當與三片小葉片，同時循環水中含有少量泥沙，小葉片將含有泥沙的循環水打到導葉體進口端內壁，長時間運行導致內壁磨損。（表1）

采取的措施為：將導流筋板割除，對葉輪進行動平衡試驗。振動情況稍有緩解，但是振動值仍然不在理想的范圍。原有循環泵振動原因分析：雖然經過對#4機組A循環泵進行改造性大修，泵振動由原來的3.4mm/s下降為2.8mm/s，基礎漏泄情況得到解決，但振動仍然偏大。綜合以上改造以及檢修情況，發現泵葉輪以及吸入喇叭口有汽蝕現象，初步判斷循環泵在運行中出現了汽蝕現象。

由于循環泵的設計需要達到近90%的效率還要防止汽蝕的發生，所以循環泵的汽蝕比轉速也就是800～1100左右。依據理論和經驗，效率在上述范圍的泵，其設計汽蝕比轉數能達1000就應是綜合性能較好的泵[1]。

4號機組循環泵正常運行淹沒水位一般在6.0m左右，可以看出，泵在單泵運行時已經處于汽蝕的邊緣，而在兩泵并聯運行時則發生了相當程度的汽蝕，所以振動會增大?？梢缘贸?，4號機組循環泵振動原因應該是循環泵效率低，水量偏離設計值較大，裝置汽蝕余量增大，造成了水泵長期處于汽蝕邊緣引起振動。降低汽蝕發生的方法：兼顧效率和抗汽蝕性能的汽蝕比轉速在800～1100r/min，所以靠改造葉輪的水力構造來增大汽蝕比轉速，必須以損失效率作為代價。而葉輪改造涉及很多問題：如水力模型的重新計算和設計，循環水管路和流道是否更換，還受現行泵結構的限制[2]。這些因素都會對改造增加了難度、工期和成本。循環泵的機械和水力方面會影響泵的振動[3]。

2 循環水泵技術改造

2.1 循環水泵兩泵并聯

循環水泵兩泵并聯運行的總流量約61200m3/h，對應的循環水系統阻力約為25.41m。（表2）

2.2 改造原電機為雙速電機

近年來，隨著低速高效雙速電機技術的不斷發展，雙速電機技術在能源領域的應用越來越廣泛。該項技術在循環水系統的應用，既能提高循環水流量，增加機組的循環熱效率，又能降低循環泵的輔機單耗。隨著電機速度的下降，就需要選擇水泵的工作部能夠達到要求。（表3）

2.3 改造水力部件

隨著電機速度的下降，就需要選擇水泵的工作部能夠達到要求。提出對循環水泵的葉輪、導葉、吸入喇叭口等水力部件進行改造更換。水力摩擦阻力系數影響水力效率。而水力摩擦阻力系數是表面粗糙度的函數，表面粗糙度越小，水泵效率越高[4]。為保證改后泵高效運行，采用較大的蝸殼通流面積和葉輪出口寬度，拓寬高效區，且準確控制高效區段的性能參數與實際管道特性相吻合[5]。（表4）

2.4 循環泵改造后參數

循環泵改造后，元寶山發電有限責任公司對循環泵各種運行方式進行了試驗，循環泵改造后各種運行方式參數如表5。

表5可知：在循環泵改造后，循環泵運行參數良好，已經解決了循環泵振動大的缺陷。減少了設備損耗，延長使用壽命。

3 結論

通過對元寶山發電有限責任公司原有循環泵的計算，得出現有的兩臺循環水泵振動大的原因是由于原循環泵易發生汽蝕所致，改造之后循環泵振動有較大幅度的減小，可以有效提高循環泵運行的安全性。

參考文獻：

[1]石建東，徐軍鋒.托克托發電廠二期循環水泵改造分析探討[J].華北電力技術，2005（12）：43-45.

[2]車全賢.循環水泵汽蝕原因分析及改造方案[J].流體機械，2002，30（9）：44-45.

[3]王學成.閉式水泵振動超標原因分析及處理方法[J].價值工程，2014，333（33）：84-85.

[4]王立新.電廠循環水泵的經濟運行與節能研究[D].保定：華北電力大學，2007.

[5]李興平，張超杰，宋濤.循環水泵的改造及其應用雙速電機驅動的經濟性[J].中國電力，1996，29（9）：28-31.endprint