论文部分内容阅读
[摘 要]根据某电厂由于抽头管吹损引起汽动给水泵的振动异常，分析原因、提出解决办法、预防措施。
[关键词]现象、振动、抽头吹损、流动分析、原因分析及处理
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）30-0272-01
一、前言
给水泵是火力发电厂的重要辅机，也被称为第四大主机，其运行可靠性直接关系到机组的安全经济运行。若是给水泵机组发生故障，不能向锅炉供水，那么锅炉就会停止运行，进而影响大汽轮机等相关设备，影响整个电厂的发电。因此给水泵机组在电厂里的稳定运行对电厂极为重要。下面就某电厂的汽动给水泵出现的振动异常问题进行分析。
二、现象
某电厂（2×600MW）的超临界汽动给水泵，投入运行一年左右，电厂人员在进行一次例行巡检时发现一台汽动给水泵的轴振动异常：自由端轴振动：X向振动由25μm升至38μm；Y向振动在3秒钟内突然由32μm升至63μm（电厂设定值40μm报警，76μm跳闸）。驱动端轴振动：X向振动由33μm降至18μm，Y向振动由23μm降至15μm。
与汽动给水泵相连接的小汽轮机此时的各振动测点均有不同程度升高：小汽轮机的自由端轴振动：X向由26μm升至40μm，Y向由23μm升至35μm；小汽轮机的驱动端轴振动：X向由17μm升至30μm，Y向振动由13μm升至25μm。轴承温度基本没变（当时负荷490MW，AGC投入，此时汽泵转速4991rpm）。退出AGC（電网控制系统），快速减负荷，就地测小汽轮机驱动端轴振动：水平振动71μm，垂直振动36μm，轴向振动22μm，与另一台小汽轮机相比较振动明显偏大。随后，对该汽动给水泵进行停机，解体检查。
三、解体检查情况
对泵进行解体：拆掉端盖，抽出芯包。解体后发现：吸入盖中间抽头处被吹损（见图1）；中间抽头衬管被吹损（见图2），吸入盖中间抽头衬管碎裂成几块，进入汽泵首级叶轮一大块（见图3），首级叶轮及其挡流板有损伤（见图4）。
四、抽头部位水的流动分析：
正常情况下，抽头内的水由第三级叶轮的压出室引出，水流流经抽头衬管后进入C腔，在C腔水通过密封套与抽頭套管之间的间隙进入B腔，B腔是由定位套、密封套、抽头套管组成的腔体，压力与C腔相当。B腔与A腔之间用O形圈甲密封。B腔与D腔用O形圈乙密封，D腔压力与泵体进口压力相当，C腔与A腔用O形圈丙密封。这样抽头的水进入C腔后就沿着图示箭头的方向从抽头法兰流出（图5）。
五、原因分析及处理
1、由于抽头衬管及其附件被吹损，碎片进入首级叶轮（芯包解体后发现，首级叶轮导流块被打弯），改变了原来转子的平衡，因而引起了水泵的振动。
2、抽头衬管被吹损后，抽头衬管内的大量高压水在吹损部位开始向泵腔体内泄漏，由于高压水的冲击和断裂的抽头衬管的作用，使抽头套管和与抽头衬管相连接的部件受到了很大的力，最终使吸入盖处的抽头套管发生了断裂。（图1）
3、引起抽头衬管吹损的原因大致为：
（1）、抽头衬管有缺陷，如裂纹、砂眼等。
（2）、定位套、密封套、抽头套管、抽头衬管配合部位的加工尺寸不符合要求或装配工艺不严密，有缺陷，存在间隙间的泄漏。
（3）、定位套、密封套、抽头套管、抽头衬管等部件之间的O形圈有损伤：①由于B腔体水压高于A腔，当O形圈甲失效时，水流将由B腔急速的流向A腔，在抽头衬管的径向方向上就会产生剧烈的冲刷，在高压水流长时间的作用下，抽头衬管将会被吹损。②由于B腔体水压高于D腔，当O形圈乙失效时，水流将由B腔急速的流向D腔，此时D腔体内水的压力将高于泵体内部水的压力，水流将持续的对密封螺母产生一个向左的冲击力，致使密封螺母与抽头衬管之间有产生相对运动的趋势，时间一长，将破坏互相配合的螺纹，使密封螺母松动。此时它将带动定位套的松动，使得定位套不能再起到定位的作用，定位套与密封套之间将产生间隙，就会发生O形圈甲失效时发生的状况。③由于C腔体水压高于A腔，当O形圈丙失效时，此时水流将由C高压腔急速的流向A腔，水流长时间的作用将使密封套和抽头衬管局部吹坏，密封套将开始有不规则的运动，使定位套与密封套之间产生间隙，就会发生O形圈甲失效时发生的状况。
以上方面只要有一个发生了问题，都会造成严重的事故。根据现场的实际情况，对定位套、密封套、抽头套管、抽头衬管等相关部件进行了检测，对相应部位进行了处理，并且更换了O形圈甲、O形圈乙和O形圈丙，投入运行一年后没有再发生类似的事件。
六、结束语
对于泵来说，任何一个很小的问题都有可能引起可怕的后果，因此在生产实际中，泵的加工、装配过程中一定要严格按照图纸要求进行，严格控制各部件的安装、检修工艺，对于外购件一定要选择质量可靠的产品，从根本上把隐患消除。
参考文献
[1] 沈阳水泵研究所、中国农业机械化科学研究院.《叶片泵设计手册》1983年7月第1版.
[2] 沈阳水泵研究所.《离心泵设计基础》.1974年8月第1版.
[3] 姜尚道.高压给水泵的检修工艺.水泵技术，1976，（3）.
[4] 王文营等.国产600MW机组汽动锅炉给水泵振动分析处理.水泵技术，2007，（3）.
[关键词]现象、振动、抽头吹损、流动分析、原因分析及处理
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）30-0272-01
一、前言
给水泵是火力发电厂的重要辅机，也被称为第四大主机，其运行可靠性直接关系到机组的安全经济运行。若是给水泵机组发生故障，不能向锅炉供水，那么锅炉就会停止运行，进而影响大汽轮机等相关设备，影响整个电厂的发电。因此给水泵机组在电厂里的稳定运行对电厂极为重要。下面就某电厂的汽动给水泵出现的振动异常问题进行分析。
二、现象
某电厂（2×600MW）的超临界汽动给水泵，投入运行一年左右，电厂人员在进行一次例行巡检时发现一台汽动给水泵的轴振动异常：自由端轴振动：X向振动由25μm升至38μm；Y向振动在3秒钟内突然由32μm升至63μm（电厂设定值40μm报警，76μm跳闸）。驱动端轴振动：X向振动由33μm降至18μm，Y向振动由23μm降至15μm。
与汽动给水泵相连接的小汽轮机此时的各振动测点均有不同程度升高：小汽轮机的自由端轴振动：X向由26μm升至40μm，Y向由23μm升至35μm；小汽轮机的驱动端轴振动：X向由17μm升至30μm，Y向振动由13μm升至25μm。轴承温度基本没变（当时负荷490MW，AGC投入，此时汽泵转速4991rpm）。退出AGC（電网控制系统），快速减负荷，就地测小汽轮机驱动端轴振动：水平振动71μm，垂直振动36μm，轴向振动22μm，与另一台小汽轮机相比较振动明显偏大。随后，对该汽动给水泵进行停机，解体检查。
三、解体检查情况
对泵进行解体：拆掉端盖，抽出芯包。解体后发现：吸入盖中间抽头处被吹损（见图1）；中间抽头衬管被吹损（见图2），吸入盖中间抽头衬管碎裂成几块，进入汽泵首级叶轮一大块（见图3），首级叶轮及其挡流板有损伤（见图4）。
四、抽头部位水的流动分析：
正常情况下，抽头内的水由第三级叶轮的压出室引出，水流流经抽头衬管后进入C腔，在C腔水通过密封套与抽頭套管之间的间隙进入B腔，B腔是由定位套、密封套、抽头套管组成的腔体，压力与C腔相当。B腔与A腔之间用O形圈甲密封。B腔与D腔用O形圈乙密封，D腔压力与泵体进口压力相当，C腔与A腔用O形圈丙密封。这样抽头的水进入C腔后就沿着图示箭头的方向从抽头法兰流出（图5）。
五、原因分析及处理
1、由于抽头衬管及其附件被吹损，碎片进入首级叶轮（芯包解体后发现，首级叶轮导流块被打弯），改变了原来转子的平衡，因而引起了水泵的振动。
2、抽头衬管被吹损后，抽头衬管内的大量高压水在吹损部位开始向泵腔体内泄漏，由于高压水的冲击和断裂的抽头衬管的作用，使抽头套管和与抽头衬管相连接的部件受到了很大的力，最终使吸入盖处的抽头套管发生了断裂。（图1）
3、引起抽头衬管吹损的原因大致为：
（1）、抽头衬管有缺陷，如裂纹、砂眼等。
（2）、定位套、密封套、抽头套管、抽头衬管配合部位的加工尺寸不符合要求或装配工艺不严密，有缺陷，存在间隙间的泄漏。
（3）、定位套、密封套、抽头套管、抽头衬管等部件之间的O形圈有损伤：①由于B腔体水压高于A腔，当O形圈甲失效时，水流将由B腔急速的流向A腔，在抽头衬管的径向方向上就会产生剧烈的冲刷，在高压水流长时间的作用下，抽头衬管将会被吹损。②由于B腔体水压高于D腔，当O形圈乙失效时，水流将由B腔急速的流向D腔，此时D腔体内水的压力将高于泵体内部水的压力，水流将持续的对密封螺母产生一个向左的冲击力，致使密封螺母与抽头衬管之间有产生相对运动的趋势，时间一长，将破坏互相配合的螺纹，使密封螺母松动。此时它将带动定位套的松动，使得定位套不能再起到定位的作用，定位套与密封套之间将产生间隙，就会发生O形圈甲失效时发生的状况。③由于C腔体水压高于A腔，当O形圈丙失效时，此时水流将由C高压腔急速的流向A腔，水流长时间的作用将使密封套和抽头衬管局部吹坏，密封套将开始有不规则的运动，使定位套与密封套之间产生间隙，就会发生O形圈甲失效时发生的状况。
以上方面只要有一个发生了问题，都会造成严重的事故。根据现场的实际情况，对定位套、密封套、抽头套管、抽头衬管等相关部件进行了检测，对相应部位进行了处理，并且更换了O形圈甲、O形圈乙和O形圈丙，投入运行一年后没有再发生类似的事件。
六、结束语
对于泵来说，任何一个很小的问题都有可能引起可怕的后果，因此在生产实际中，泵的加工、装配过程中一定要严格按照图纸要求进行，严格控制各部件的安装、检修工艺，对于外购件一定要选择质量可靠的产品，从根本上把隐患消除。
参考文献
[1] 沈阳水泵研究所、中国农业机械化科学研究院.《叶片泵设计手册》1983年7月第1版.
[2] 沈阳水泵研究所.《离心泵设计基础》.1974年8月第1版.
[3] 姜尚道.高压给水泵的检修工艺.水泵技术，1976，（3）.
[4] 王文营等.国产600MW机组汽动锅炉给水泵振动分析处理.水泵技术，2007，（3）.