新民站1號機組出水壓力管道振動的原因及解決措施

摘要? ? 新民站1號機組在2019年冬灌運行中，機組出水壓力管道1號鎮墩至2號鎮墩之間的部分管道無預兆的振動，同時伴有噠噠和嘀嘀的聲響。本文對1號機組壓力出水管道振動現象進行詳細描述，并對機組壓力管道的振動現象逐步調查、研究、分析原因，根據多年的工作經驗提出了切實可行的處理方法和措施，通過對機組的伸縮節、環形鋼支架螺栓等附件全面進行檢查并緊固，清除各類雜物，使進水流道暢通后，泵和管道充水并排氣，啟動1號機組，巡視機組各類運行技術參數在正常范圍內，機組運行穩定可靠，壓力管道振動現象消失。本文可為同類高揚程電力提灌工程泵站運行提供參考。

關鍵詞? ? 新民泵站1號機組;管道振動;原因;解決措施

中圖分類號? ? TV675? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）11-0193-01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

1? ? 新民站概況

新民站位于合陽縣黑池鎮太定村東約2 km塬下新民灘，泵站灌溉面積1.08萬hm2，本級灌溉面積1 806.67 hm2，流量7 m3/s，凈揚程147.15 m。該工程于1977年12月動工興建，1980年底土建主體工程基本完成，1987年5月試機成功。惠及黑池、馬家莊、新池等3個鄉鎮逾6萬人口。

取水點由總干渠19+111.28處引水，進水閘設在總干渠右岸。箱涵引水流道全長124.55 m。水泵電機呈一列式布置，采用單機單池引水。安裝GSH1400—9/8-HN02單級雙吸臥式離心泵2臺，單泵設計流量3.85 m3/s、揚程152 m、轉數750 r/min、汽蝕余量7.6 m、效率90.3%;配套T8000—8/210臥式同步電動機2臺，出水管道為直徑1 600 mm、40 kg耐壓鋼管，采用單機單管明管鋪設，單根長度480 m。

2? ? 管道振動現象

2019年冬灌期間，1號機組在投入運行12 h后，在機組運行工況正常，流量、功率、進出口壓力等均無明顯變化情況下，局部出水管道突然無預兆發生振動現象，振動范圍為其出水壓力管道1號鎮墩至2號鎮墩之間的部分管道和6號鎮墩向出水方向10 m處的管道，壓力管道轉彎處振動比較明顯，振幅 1～3 mm，振動頻率3～5次/s，伴隨有噠噠的聲響，振動強度由中間向兩側逐漸消減，造成環形鋼支架處有嘀嘀的聲響，再加上個別伸縮節有漏水現象，環形鋼支架螺栓有松動，存在嚴重的安全隱患，影響機組正常安全運行。

3? ? 原因分析

根據機組設備逐步分析研究排查，可能引起振動的原因有機組振動、壓力管道位移、流量衰減、管道進氣、管道附件變形、管床基礎沉降等[1-2]。從機組出水壓力管道進行外觀檢查，管道部分是在穿墻內用混凝土預埋，而且是新制作安裝的，地面管床部分是測流觀察點至1號鎮墩之間有環形鋼支架，這部分管道沒有振動現象，從而排除機組部分振動。當振動發生時，機組運行無變化，各類儀表、流量正常，機組運行無異常振動發生，而振動部位在1號鎮墩轉彎處，離測流井較遠，靠近測流井的管道無振動，而且機組到管道振動部位中間有環形鋼支架，因而機組運行傳遞引起振動的可能性不大。根據壓力出水管道熱脹冷縮的原理，冬季灌溉開機致使3號和5號伸縮節有漏水現象，環形鋼支架螺栓有松動現象，再加上冬灌開機至夏灌結束間隔期長，渠道冬修，部分雜物進入總干渠，進水流道有淤積泥沙，引水閘開啟時，可能把總干渠內的雜物引入流道，當1號機組運行后，使泵內和管道內有空氣，從而產生共振，引起管道振動。

綜合上述現場調查，經實踐排查和理論分析得出：引起1號鎮墩轉彎處管道振動的根本原因是管道內部有微量氣體，當壓力管道內的黃河水壓力不規則迅速上升時，在1號鎮墩轉彎處形成錘擊聲響，大小、方向不同，隨著機組流量不斷上升，水力作用大小不同，水流速度過快，形成湍流致使管道微振動;當黃河水壓力繼續上升時，管道、環形鋼支架螺栓松動、伸縮節漏水等附件在激振力的作用下也使部分壓力管道振動，從而致使壓力出水管道在1號鎮墩至2號鎮墩之間的部分管道振動比較明顯，振幅1～3 mm，振動頻率達3～5次/s，伴隨有噠噠的聲響。

4? ? 解決措施

為了不影響黑池灌溉系統的正常供水需求，應做好啟動2號機組的各項準備工作，申請啟動2號機組，待2號機組運行正常后，申請停1號機組。停機前安排工作人員在壓力管道振動部位、伸縮節、環形鋼支架等附件處，觀察停機過程中管道振動大小以及是否有其他異常現象。發現隨著水流上升方向水壓不斷下降，振動現象明顯減小。停機后，對伸縮節更換填料函，同時對環形鋼支架全面并緊固螺栓等附件，清除進水流道內的雜物，排凈管道內的氣和泥沙水。盤車試驗，重新申請啟動1號機組，開啟1號進水閘，待水位達到正常水位后，排凈泵內空氣，關閉排氣閥。重新啟動1號機組，緩慢打開半球閥，壓力管道充水，當水壓力不斷上升至管道出水口時，水工技術人員發現壓力管道振動現象明顯消除，機組不再振動，噠噠和嘀嘀聲響消除，機組運行安全可靠，各項技術參數在正常范圍內，流量穩定[3-4]。

5? ? 參考文獻

[1] 李鳳寅.淺談板橋泵站出水管的水錘計算[J].陜西水利，2012（6）：128-129.

[2] 黃玲珍，鄧家青.壓力管道振動原因分析及對策[J].冶金叢刊，2001（3）：24-26.

[3] 曹少銘.泵站運行和維護管理探討[J].南方農機，2017，48（13）：89-90.

[4] 趙艷紅.泵站運行和維護管理[J].科技風，2012（24）：108.

作者簡介? ?陳云山（1981-），男，陜西渭南人，工程師，從事大型泵站機電設備日常管理與維護、保養工作。

收稿日期? ?2020-03-07