昌江核電廠重要廠用水系統泵振動高分析及處理

吳帥+唐春遠

摘要：重要廠用水系統泵是核電廠中重要的廠用水泵，對核電廠的安全尤其重要，在海南昌江核電廠調試階段，重要廠用水系統泵經常出現振動高問題，根據現場出現的振動現象分析振動根本原因并采取對應措施對出口管道進行調整，制定對應方案，并使得泵組振動得到了很好的解決，同時，為之后其他機組重要廠用水系統泵振動處理提供了經驗。

關鍵詞：重要廠用水系統；離心泵；振動；管道；頻率

中圖分類號：[TL48] 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）013-000-01

一、引言

重要廠用水系統（SEC系統）的功能是把設備冷卻水系統收集的熱負荷輸送到最終熱阱-海水。每個廠用水系統由兩列組成，每一列有兩臺重要廠用水系統泵（SEC泵），一共4臺，SEC泵從鼓網吸收后，直接送往板式廠用水/設冷水換熱式器。廠用水系統具有安全功能，用于長長運行和事故工況下把安全有關建筑物、系統和部件傳來的熱量輸送到最終熱阱，對核設施的安全運行具有重要的意義[1]。

海南昌江核電廠SEC泵在調試階段經常出現振動高的問題，泵組振動值在出跳動，且有運行不穩定的特點，現場技術人員根據之前處理振動經驗對泵組振動原因進行了分析，并通過調整出口管道數據，很好的解決了振動問題并為之后的SEC泵組振動高問題處理提供寶貴的經驗。

二、泵組結構及基本參數

重要廠用水泵為單級、單吸立式離心泵，軸向輸入，徑向輸出。單泵運行額定流量是3332m3/h，揚程未35m，泵功率為440kW[2]。

三、泵組振動現象分析及處理方法

1.振動現象

2016年1月22日調試振動測量小組對2SEC001PO進行振動測量，在保證出口壓力時，流量為3300m?/h，測量的振動最大值為3.4mm/s，現場在線傳感器顯示振動值在2.2mm/s—3.4mm/s之間波動，最大值超過泵組振動報警值2.8mm/s，判定設備振動不合格。

在調試過程中發現2SEC001PO振動高，2SEC001PO振動值最大達到3.1mm/s，且有波動，不能滿足現場需求。

2.振動原因分析

根據現場測振報告，分析泵的主要故障頻率仍然為99Hz，根據經驗，判斷為泵葉片的通過頻率。一般情況下泵承受額外管道應力或水力部件故障會產生該頻率。當泵葉輪中心偏離泵蝸殼中心時，葉輪口環和泵蓋口環產生摩擦，也會產生葉片通過頻率，并且在結構約束弱的部位或方向表現得特別明顯[3]。2SEC001PO測點2驅動端軸承的V方向連接有出口管道，大于H方向振動，所以驅動端的V端可能受到了額外的應力，有可能是受到了出口管道的應力。

該泵振動頻譜與1號機組SEC系統其它振動異常的泵組振動頻譜極為相似。

3.現場振動處理過程

根據之前測振報告分析，2SEC001PO振動頻譜分析，泵的主要故障頻率是99Hz，經驗判斷為泵葉片的通過頻率，分析振動超標原因是泵承受了額外的管道應力詳見下圖。根據測振報告，對2SEC001PO出口法蘭與管道法蘭連接的平行度和同心度進行調整，調整之后能夠消除管道對泵造成的應力。調整振動后，重新小流量試車24小時后，調整流量至3300m?/h，振動值最大2.2mm/s。

4.振動根本原因分析及處理措施

（1）根據現場處理過程進行分析，由于出口管道的不對中造成了2SEC001PO受到了額外的應力，進而造成了驅動端振動偏高。

（2）泵體本身剛度不強，造成容易受到外界管道應力的影響，在今后的設計中應該增強泵體外殼的剛度。

（3）由于出口管道對泵振動影響很大，在出口管道上添加膨脹節，可以消除管道對泵的額外作用。

四、總結

海南昌江核電廠2號機組重要廠用水系統1號泵由于出口管道不對中造成了泵體驅動端軸承振動高，現場技術人員根據振動分析報告以及現場振動現象找到泵振動的根本原因，并從管道出口管道上著手，調整了出口管道對中，解決了2號機組重要廠用水系統1號泵振動高問題，并為之后其他重要廠用水系統泵振動處理提供了寶貴的經驗。

參考文獻：

[1]呂洋.重要廠用水泵（1/2SEC001/002/003/004PO）設備運行維修手冊[Z].2013，3.

[2]Jim Spann，Sean Horgan. The evolution of pump design simulation[J].World Pumps，2006（480）.

[3]彭超.重要廠用水泵技術規格書[Z]2009，3.

[4]Inverse Design Method for Centrifugal Impellers and Comparison with Numerical Simulation Tools[J].International Journal of Computational Fluid Dynamics.2004（2）.

[5]范雷雷.某電廠高壓給水泵異常振動的診斷與處理[J].電力設備，2008，12.

[6]Hong， Soon-Sam， Kang， Shin-Hyoung. Flow at the centrifugal pump impeller exit with circumferential distortion of the outlet static pressure. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power，2004.

作者簡介：吳 帥（1988-），男，漢族，河南人，碩士研究生，中國核電工程有限公司，試驗員，助理工程師，研究方向：轉動設備。