摘要：本文从实际出发，探究了某供热为主的热电联产企业除氧给水系统调试期间给水泵出口压力波动问题，着重介绍了问题分析、判断以及处理的过程，最终找到了原因，取得了显著的改善。
关键词：给水泵，压力波动，除氧器
一、系统设备概述：
给水泵是将除氧器储水箱内具有一定温度、除过氧的给水，提高压力后输送给锅炉，调节并稳定给水的压力和流量，以满足锅炉用水的需要。给水泵的稳定运行是锅炉安全运行的基础，是锅炉汽包液位调节系统的重要组成部分，给水压力的稳定直接影响到锅炉汽水水位自动控制的调节品质，给水压力的不稳定，严重危害锅炉安全运行安全，严重的还将导致重大事故的发生。对于供热为主的热电联产企业通常有多个除氧器并列运行，多台给水泵采用母管制给锅炉供水。工艺流程如下示意图：
本次要探究的给水泵出口压力波动问题是某热电联产电厂的除氧给水系统调试过程中出现的。给水泵生产厂家设计规定是流量在额定值时，扬程偏差在3%范围内变化，最小流量不超过额定流量的20%，该卧式多级给水泵的参数如下：
该热电企业建设有二炉（90t/h高温高压循环流化床锅炉）二机（9MW高温高压抽背汽轮机），配置二台卧式、全补水、定压运行旋膜除氧器，二台高压变频给水泵及一台工频给水泵，除氧器、给水泵母管制运行。每台给水泵配25%额定流量的最小流量阀一台。
二、给水泵运行中暴露的问题
给水泵调试运行期间，随着给水流量的增大，给水泵出口压力及水泵电流出现大幅摆动情况，管道也有轻微晃动，给水泵运行压力14MPa，流量40t/h至80t/h，出口压力及水泵电流摆动严重，进出口管道摆动严重，降低流量后摆动现象消失，增大流量至给水泵额定出力时，摆动现象也消失。压力和电流摆动时检查给水泵最小流量阀运行正常。通过反复测试流量在40t/h以下及80t/h以上，压力和电流摆动减轻，压力和电流摆动是在特定的流量区间内，流量大或小都不会引起水泵出口压力和水泵电流摆动，分别运行三台泵皆是如此现象。
三、问题分析;
3.1问题出现后经过多方研究探讨后，决定先易后难，先从泵本体外的管道、设备进行检查试验，再考虑泵本体设计制造方面的原因造成出口压力和水泵电流波动的问题。
3.2探究过程：
3.2.1首先检查给水泵入口滤网及给水泵运行时除氧器水位，当滤网堵塞或者除氧器水位急剧下降时，都会使水泵吸入口压力变低，给水泵就会发生汽化现象，并随之产生大量的气泡，而当这些气泡进入高压区后，由于受到压缩而迅速变形和溃灭，此现象的发生就会阻塞流道，导致局部冲击压力波动。巨大的动态冲击压力将使金属材料因疲劳侵蚀出现海绵或蜂窝状的破坏，造成泵体的汽蚀，同时致使给水产生压力波动。
因为是新建机组，除氧器水箱储水很可能有未冲洗干净的颗粒随水流送至给水泵入口，被滤网（60目）截住，影响通流效果进而降低入口压力，拆卸入口滤网检查、清理，滤网表面比较清洁并无堵塞情况。在检查过滤器时，发现过滤器内部有缩径凸台，首先拿掉滤网运行给水泵，出口压力和水泵电流摆动的问题依旧，再将过滤器更换为直管段，排除缩径凸台可能造成的影响，运行后，给水泵波动情况依然没有些许好转。运行中的给水泵出口压力和电流摆动时，入口压力保持在0.12MPa左右摆动很轻微。给水泵运行时，除氧器水位保持在1.7m左右，且在出口压力和给水泵电流变化时水位平稳。上述两个方面检查基本排除了水泵因为以上两个方面导致水泵汽化引起的出口压力和给水泵电流摆动。
3.2.2最小流量阀也称为锅炉给水泵再循环阀，给水泵把水从除氧器吸出送至锅炉，为防止泵体过热及产生汽蚀，给水泵流量在任何情况下都必须不小于一个规定的安全流量，早期设计有再循环阀门，启动给水泵时通常是打开再循环阀门，然后再缓慢打开给水泵出口阀门，最小流量阀为自力式控制阀，杠杆的作用，会自动根据流量调整旁路开度（系统的流量调节），完全机械结构，依靠流量控制阀门，不需要额外的能源且旁路流量可调节控制，阀门整体运行具有高经济性。该除氧给水系统再循环阀门是采用纯机械杠杆结构的最小流量阀代替传统的再循环阀，最小流量阀安装在水泵出口管道上，一端和再循环管道相连，在泵出口压力不变时，依靠泵出口流量的变化来控制最小流量阀通往再循环管道的通断，当泵供水量大时，通往主路的阀芯打开，阀芯另外一端连接控制最小流量阀的杠杆，此时杠杆上移，最小流量阀阀芯处于关闭位置。水泵正常运转不向外供水或供水量小時，杠杆恢复，打开最小流量阀旁路阀门，向再循环管道排去一部分水至除氧器。给水泵最小流量阀工作不正常，也会造成水泵气蚀，出口压力及水泵电流波动。现场拆除最小流量阀阀芯用手动阀控制再循环管道的通断。试运的情况和以往一样摆动情况严重。
3.2.3该工程除氧器设置在13.5m平台处 ，加上除氧器水位共有15m，是利用高度差产生的静压，来满足给水泵必须汽蚀余量的要求，现场观察给水泵的入口压力表，给水泵入口也有1.47bar，虽然给水泵的必须汽蚀余量是6.3m，经过计算后有效汽蚀余量也是能满足的。从前面除氧给水系统示意图可以看出，两台除氧器下降管在13.5m处汇集，集中下降至4.5 m，4.5 m处母管分别给三台给水泵供水。由此看出低压给水管道布置弯道较多，且管道还有变径，管阻比较大，为排除因管道布置原因造成的影响，将除氧器下降管直接接到4.5m的低压给水管道上并去掉下端的管径大小头，如图上4.5m处红色标注，增加了有效汽蚀余量。更改进水管道后运行给水泵，运行时给水泵出水走冷热母管旁路，出口压力和电流依然摆动。
3.2.4 给水泵内的高压水虽经过密封件，但依然有一定的压力，为使给水泵内的水通过轴与密封件之间的间隙外泄，用经过净化后工业水做密封水。水在轴与密封件之间形成水膜，防止工质损失。给水泵内的水是有一定温度的水，高温水通过泵的转轴或泵体金属把热量传递给轴承，使轴承温度升高，密封水也起着冷却的作用。密封水调整不当时，会使给水泵高频振动增大，造成出口压力及水泵电流波动。检查密封水系统，排掉管道中的气泡，调整密封水量，运行给水泵出口压力及水泵电流依然波动。
3.2.5现场影响给水泵出口压力和电流摆动的管道、设备方面的因素，经过现场逐一试验，最终都给与排除，导致给水泵在特定流量下的压力和电流摆动，应该属于泵体本身设计问题。建议设备厂家对以下几个方面进行检查和处理。
3.2.5.1从多级给水泵内部构造看，给水泵工作时，叶轮在运转中要产生轴向推力。平衡多级泵轴向推力是推力平衡装置，可以平衡各级叶轮所产生的轴向推力。我们的问题出现在流量40t/h到80t/h这个区间，而大流量和小流量均没有出现波动的现象。依此思路，试运给水泵时，根据给水泵出口流量增加，逐步关小出口门，出口门关至35%时流量区间波动现象消除。建议设备厂家检查水泵推力平衡装置。
3.2.5.2多级给水泵入口液体从叶轮甩出后.平缓地进入与液体流速方向一致的正向导叶，沿正向导叶继续向外流动，速度逐渐降低，静压能不断提高，到达导轮最外侧的空腔时.流速越小，静压能越高。液体从正向导叶流出后，沿轴向绕过导轮内部间隔板，再沿反向导叶向内侧流动，同时降低环向流速，沿轴向进入下一级叶轮。叶轮外形尺寸较小，将动能转化为静压能的效率也较低。建议设备厂家将首级叶轮的入口直径加大，降低流速，增加给水泵的静压能。
3.2.5.3为防止给水泵每级叶轮和和导叶之间因为径向间隙不均匀，形成水在泵体内的涡流现象，建议将泵解体后重新检查每级叶轮和导叶之间的径向间隙，要求叶轮和导叶之间间隙均匀。
3.2.5.4 水泵叶轮和导叶如果轴向对中不好，产生作用在转子上的径向压力，不但影响泵的效率，还会导致泵运行时，轴向发生位移而产生振动，建议将给水泵叶轮和导叶轴向再次对中，消除因叶轮和导叶轴向中心不对称，引起出口压力和水泵电流摆动。
四、结束语：
通过设备厂家返厂检查及修理并投入除氧器加热蒸汽，给水泵入口压力在0.46MPa，给水泵运行正常，给水流量在任一区间内均未发生出口压力及水泵电流波动现象。
参考文献
[1]关醒凡.现代泵技术手册.北京：宇航出版社，1995.66～78，382～509
[2]《泵设计基础》编写组.离心泵设计基础.北京：机械工业出版社，1974.200～242