循環(huán)水泵出口門振動的治理方案

王利平

(大唐八○三發(fā)電廠，甘肅 蘭州 732850)

某發(fā)電廠4 號機組為哈爾濱汽輪機輔機工業(yè)公司生產(chǎn)的兩段調(diào)整抽汽凝汽式汽輪機組，配備了2 臺循環(huán)水泵，水泵出口閥為蝶閥。在機組運行期間，發(fā)現(xiàn)1 號循環(huán)水泵出口蝶閥存在周期性的輕微振動，并最終導(dǎo)致了機組非停事故。

1 振動引發(fā)非停事故

2012-12-18， 4 號機1 號循環(huán)水泵出口蝶閥振動，導(dǎo)致傳動裝置鏈接螺栓斷裂(見圖1)，循環(huán)水泵出口門關(guān)閉，循環(huán)水中斷，機組低真空保護動作跳閘。水泵電流由36 A 突降至32 A；20:44 凝汽器真空低二值，保護動作，4 號機跳閘，機組非停。

(3)機組非停原因：1 號循環(huán)水泵出口蝶閥振動，導(dǎo)致傳動機構(gòu)鏈接螺栓斷裂，引起循環(huán)水泵出口門關(guān)閉，循環(huán)水中斷，低真空保護動作，最終造成機組非停。

2 振動原因分析

(1)2 臺循環(huán)水泵系統(tǒng)的相同之處：2 臺循環(huán)水泵、2 臺出口電動蝶閥、聯(lián)絡(luò)管以及到凝汽器入口的管道規(guī)格相同、布置相同。不同之處：站在循環(huán)泵平臺面向循環(huán)泵水流方向，2 號循環(huán)水泵出口蝶閥電動裝置與水平垂直中分線成逆時針45°夾角，出口蝶閥的門板全開時與出口聯(lián)絡(luò)管中線平行；而1 號循環(huán)水泵出口蝶閥電傳裝置與水平垂直中分線成0°夾角，如圖2 所示。

(2)由于基建原因，循環(huán)水泵坑設(shè)計空間較小；循環(huán)水泵出口蝶閥距離循環(huán)水泵出口法蘭距離較短， 僅為1 050 mm。

圖1 故障傳動裝置

圖2 1 號循環(huán)水泵出口管

(1)運行工況：故障時該發(fā)電廠4 號機負荷41 MW；抽汽流量53 t/h；1 號循環(huán)水泵運行，2號循環(huán)水泵聯(lián)備；2 號射水泵運行，1 號射水泵聯(lián)備；1 號凝結(jié)水泵運行，3 號凝結(jié)水泵聯(lián)備，2 號凝結(jié)水泵備用；高加全部投運；低加全部投運；真空值為-77.99 kPa。

(2)事件經(jīng)過：2012-12-18T20:43，1 號循環(huán)

（3）循環(huán)水泵出口聯(lián)絡(luò)管中心線與出口蝶閥中心線距離太近，大致為500 mm。

（4）聯(lián)絡(luò)管在蝶閥中線位置形成渦流，使得蝶板處于極其不穩(wěn)定的狀態(tài)。在渦流周期性產(chǎn)生和脫離過程中，一個周期性的力作用在蝶閥上，使得蝶閥出現(xiàn)周期性的沖擊振動。

(5)2013-03-09，運行人員對該廠4 號機凝汽器水側(cè)進行清掃工作。在清掃工作中單側(cè)運行循環(huán)水系統(tǒng)的1，2 號循環(huán)水泵出口蝶閥均出現(xiàn)振動現(xiàn)象；1 號循環(huán)水泵運行，2 號循環(huán)水泵停運，全開聯(lián)絡(luò)門，1 號循環(huán)水泵出口蝶閥出現(xiàn)振動現(xiàn)象。因此，確認4 號機1 號循環(huán)水泵出口門振動與循環(huán)水系統(tǒng)有關(guān)系，主要是水在流動中產(chǎn)生了小范圍的擾動，造成了出口門頻繁振動。

3 振動處理方案

方案1: 將1 號循環(huán)水泵出口蝶閥按照2 號循環(huán)水泵出口蝶閥管路布置安裝，使1 號循環(huán)水泵出口蝶閥電傳裝置與水平垂直中分線成順時針45°夾角。出口蝶閥全開后碟板與出口聯(lián)絡(luò)管中心線平行，改變碟板中心線位置與聯(lián)絡(luò)管中心線周圍紊流區(qū)域，消除振動。

方案2: 將循環(huán)水泵出口聯(lián)絡(luò)管整體后移700 mm。通過改變管路系統(tǒng)布置，減小紊流擾動對門板的沖擊作用，消除振動。

4 結(jié)束語

2013年5月，該發(fā)電廠4 號機組B 級檢修過程中，采用方案1 對循環(huán)水泵出口蝶閥改變其方向的方法進行了處理。處理結(jié)束后工作人員進行了試驗：投入循環(huán)水系統(tǒng)，1 號循環(huán)水泵運行，2 號循環(huán)水泵停運，全開循環(huán)水出口聯(lián)絡(luò)門，1 號循環(huán)水泵出口蝶閥振動消失，缺陷徹底消除。

由于導(dǎo)致循環(huán)水泵出口門振動的原因很多，涉及到設(shè)計制造、安裝、檢修和運行各方面，所以無論是檢修人員還是運行人員，都應(yīng)該具備有關(guān)振動的基本知識，并在日常檢修、運行過程中加強數(shù)據(jù)的搜集與分析，不斷總結(jié)經(jīng)驗。這樣即使無法徹底消除振動，也可以通過有效手段將其控制在限制范圍之內(nèi)，防止因振動超標(biāo)而導(dǎo)致疲勞損壞，造成事故的進一步擴大。

1 張義明，李 鶴．機械振動學(xué)基礎(chǔ)[M]．北京：高等教育出版社，2010.