江邊取水干線曲臂管振動(dòng)大分析與處理

徐 飛

攀鋼發(fā)電廠 四川攀枝花市

1.概述

發(fā)電廠用水取自金沙江，通過(guò)江邊取水設(shè)施將江水抽至水廠凈化后，作為發(fā)電廠生產(chǎn)、生活用水。在生產(chǎn)過(guò)程中，工業(yè)水不能中斷，故對(duì)取水設(shè)施的連續(xù)性取水要求較高。取水設(shè)施在運(yùn)行過(guò)程中，受制造、安裝、介質(zhì)等影響，難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障。而干線曲臂管振動(dòng)大，引起整個(gè)取水泵船顫抖，造成泵船各焊接部位脫焊、接盤漏水、取水干線管道破裂等缺陷，則直接威脅到取水設(shè)施的安全、連續(xù)全、穩(wěn)定、連續(xù)取水。因此對(duì)取水干線振動(dòng)大，引起整個(gè)泵船顫抖的問(wèn)題進(jìn)行有效的處理，是十分必要的。

2.取水干線曲臂管運(yùn)行現(xiàn)狀

發(fā)電廠共有1#、2#兩臺(tái)浮動(dòng)式取水泵船，分別對(duì)應(yīng)1#、2#兩條取水干線，干線與泵船之間有曲臂管相連。曲臂管安裝在泵船上與船上取水泵出口有接盤相連，可隨泵船上下移動(dòng)。曲臂管可通過(guò)安裝在泵船上的軌道行走，實(shí)現(xiàn)伸縮。江水水位變化時(shí)，通過(guò)上下移動(dòng)泵船、伸縮曲臂管調(diào)節(jié)水位。正常情況下，取水泵和曲臂管振動(dòng)都較小，在8道以下。取水設(shè)施運(yùn)行過(guò)程中，常出現(xiàn)3種情況：①取水泵振動(dòng)大，曲臂振動(dòng)不大。②取水泵振動(dòng)大，曲臂管振動(dòng)也大。③取水泵振動(dòng)在規(guī)定值內(nèi)，但曲臂振動(dòng)值大。上述3種情況只要出現(xiàn)了曲臂管振動(dòng)大，則曲臂管振動(dòng)一般不會(huì)因?yàn)樘幚砗帽玫恼駝?dòng)或啟、停泵而消失，相反，曲臂管的振動(dòng)會(huì)越來(lái)越大，有時(shí)達(dá)130～150μm，使泵車顫抖，人站在泵車上，感覺(jué)腳發(fā)麻。嚴(yán)重影響取水設(shè)施的安全、穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行，成為困擾生產(chǎn)順行的技術(shù)難題，并造成下列嚴(yán)重影響：

（1）取水干線曲臂管振動(dòng)大，使干線接盤螺栓松動(dòng)、干線管道焊口疲勞開(kāi)裂漏水，造成干線停運(yùn)，取水中斷。

（2）取水干線曲臂管振動(dòng)大，引起泵車顫抖，泵船各結(jié)構(gòu)件焊口開(kāi)裂，影響泵船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和壽命。泵船甲板焊口開(kāi)裂，江水進(jìn)入船內(nèi)，引起電氣設(shè)施的短路、放炮等。

（3）上述缺陷的頻繁出現(xiàn)與修復(fù)，消耗了大量人力、物力。

3.故障原因分析

取水泵曲臂管振動(dòng)大，其根本原因是由曲臂管構(gòu)造和管內(nèi)氣體聚集引起的。曲臂管共有5個(gè)彎頭，與泵船沒(méi)有固定連接，靠曲臂管底部行走小車將重量傳遞給泵船。取水干線其余部分都有固定連接，且彎頭少，故取水干線的振動(dòng)大在曲臂管處明顯。受曲臂管功能限制，要想減小取水管線曲臂管處振動(dòng)，只能從阻止氣體進(jìn)入取水干線入手。

（1）吸入管道、法蘭密封不好，有空氣進(jìn)入并帶入取水干線。

（2）受江上游來(lái)水減少，吸入口液位過(guò)低，有氣體被泵吸入并帶入取水干線。

（3）取水泵軸封盤根密封，軸套與盤根摩擦，軸套產(chǎn)生凹凸不平，使盤根與軸套之間密封不嚴(yán)，氣體進(jìn)入泵內(nèi)并帶入取水干線。

（4）水射器噴嘴磨損，產(chǎn)生的負(fù)壓不足以把泵內(nèi)氣體抽凈，泵內(nèi)有極少殘留氣體，此時(shí)可以泵能啟動(dòng)，但泵聲音異常、氣體進(jìn)入取水干線，曲臂管振動(dòng)大。

4.改進(jìn)措施

（1）采取措施，改進(jìn)取水泵吸入管結(jié)構(gòu)，減小因吸入管線進(jìn)入氣體引起曲臂管振動(dòng)。取水泵吸入管道、法蘭墊子已使用了20余年，存在微量漏氣的可能。取水泵吸入管除銹、檢查、刷漆，更換吸入管道法蘭接盤墊子，確保吸入管線的嚴(yán)密性。

原取水泵吸入口與泵垂直高度3.2m，在枯水期是，吸入管沒(méi)入水中部分的垂直高度不到0.6m，在取水泵吸力下，江面產(chǎn)生漩渦，泵極易吸入空氣。將取水泵吸入管長(zhǎng)度延長(zhǎng)0.6m，使吸入管沒(méi)入水中部分最短長(zhǎng)度增加到1.2m。同時(shí)在泵吸入口上方0.3m處加裝防漩渦擋板，解決了氣體從泵吸入口進(jìn)入泵的問(wèn)題。

（2）通過(guò)技術(shù)改造，解決因取水泵軸套凹凸不平造成的密封不嚴(yán)空氣進(jìn)入泵內(nèi)的問(wèn)題。盤根密封為面接觸密封，靠盤根壓蓋施加的力使盤根與軸套實(shí)現(xiàn)緊密接觸，防止空氣進(jìn)入。存在密封性能差，壽命短，更換頻繁，軸套磨損嚴(yán)重等問(wèn)題。無(wú)填料密封線接觸密封，具有密封性能好，與軸摩擦小等優(yōu)點(diǎn)。將取水泵軸封密封方式由盤根密封改為無(wú)填料密封可有效避免氣體從軸封處進(jìn)入泵內(nèi)。

（3）更換水射器。使泵內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)達(dá)到最佳，不殘留氣體。

（4）在曲臂管最高處管道頂部安裝排氣門。在取水干線有檢修工作時(shí)，要將干線內(nèi)的水排凈。待檢修完后，向取水干線內(nèi)灌水，此時(shí)，空氣在曲臂管內(nèi)有殘留。曲臂管安裝排氣門后，在啟動(dòng)泵前，先將管內(nèi)空氣排出，可避免曲臂管發(fā)生振動(dòng)。

5.改進(jìn)效果

（1）改進(jìn)后近1年運(yùn)行結(jié)果表明，曲臂管運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)值由原來(lái)最大150μm降低到7μm，泵船顫抖減輕。取水干線接盤螺栓未發(fā)生過(guò)松動(dòng)，泵船結(jié)構(gòu)、船甲板、干線焊口也未在發(fā)生開(kāi)裂等現(xiàn)象。

（2）減少了氣體進(jìn)入泵內(nèi)，使泵運(yùn)行時(shí)的噪聲降低，同時(shí)，泵的振動(dòng)最大值由6.8μm降為5.5μm左右。

（3）泵船、取水干線故障大幅度降低，大量減少事故搶修處理，降低檢修人力物力，降低維護(hù)費(fèi)用。