昌江核電廠重要廠用水系統(tǒng)泵振動(dòng)高分析及處理

吳帥+唐春遠(yuǎn)

摘要：重要廠用水系統(tǒng)泵是核電廠中重要的廠用水泵，對(duì)核電廠的安全尤其重要，在海南昌江核電廠調(diào)試階段，重要廠用水系統(tǒng)泵經(jīng)常出現(xiàn)振動(dòng)高問題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的振動(dòng)現(xiàn)象分析振動(dòng)根本原因并采取對(duì)應(yīng)措施對(duì)出口管道進(jìn)行調(diào)整，制定對(duì)應(yīng)方案，并使得泵組振動(dòng)得到了很好的解決，同時(shí)，為之后其他機(jī)組重要廠用水系統(tǒng)泵振動(dòng)處理提供了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：重要廠用水系統(tǒng)；離心泵；振動(dòng)；管道；頻率

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

一、引言

重要廠用水系統(tǒng)（SEC系統(tǒng)）的功能是把設(shè)備冷卻水系統(tǒng)收集的熱負(fù)荷輸送到最終熱阱-海水。每個(gè)廠用水系統(tǒng)由兩列組成，每一列有兩臺(tái)重要廠用水系統(tǒng)泵（SEC泵），一共4臺(tái)，SEC泵從鼓網(wǎng)吸收后，直接送往板式廠用水/設(shè)冷水換熱式器。廠用水系統(tǒng)具有安全功能，用于長(zhǎng)長(zhǎng)運(yùn)行和事故工況下把安全有關(guān)建筑物、系統(tǒng)和部件傳來的熱量輸送到最終熱阱，對(duì)核設(shè)施的安全運(yùn)行具有重要的意義[1]。

海南昌江核電廠SEC泵在調(diào)試階段經(jīng)常出現(xiàn)振動(dòng)高的問題，泵組振動(dòng)值在出跳動(dòng)，且有運(yùn)行不穩(wěn)定的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員根據(jù)之前處理振動(dòng)經(jīng)驗(yàn)對(duì)泵組振動(dòng)原因進(jìn)行了分析，并通過調(diào)整出口管道數(shù)據(jù)，很好的解決了振動(dòng)問題并為之后的SEC泵組振動(dòng)高問題處理提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

二、泵組結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)

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

三、泵組振動(dòng)現(xiàn)象分析及處理方法

1.振動(dòng)現(xiàn)象

2016年1月22日調(diào)試振動(dòng)測(cè)量小組對(duì)2SEC001PO進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，在保證出口壓力時(shí)，流量為3300m?/h，測(cè)量的振動(dòng)最大值為3.4mm/s，現(xiàn)場(chǎng)在線傳感器顯示振動(dòng)值在2.2mm/s—3.4mm/s之間波動(dòng)，最大值超過泵組振動(dòng)報(bào)警值2.8mm/s，判定設(shè)備振動(dòng)不合格。

在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)2SEC001PO振動(dòng)高，2SEC001PO振動(dòng)值最大達(dá)到3.1mm/s，且有波動(dòng)，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

2.振動(dòng)原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)振報(bào)告，分析泵的主要故障頻率仍然為99Hz，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，判斷為泵葉片的通過頻率。一般情況下泵承受額外管道應(yīng)力或水力部件故障會(huì)產(chǎn)生該頻率。當(dāng)泵葉輪中心偏離泵蝸殼中心時(shí)，葉輪口環(huán)和泵蓋口環(huán)產(chǎn)生摩擦，也會(huì)產(chǎn)生葉片通過頻率，并且在結(jié)構(gòu)約束弱的部位或方向表現(xiàn)得特別明顯[3]。2SEC001PO測(cè)點(diǎn)2驅(qū)動(dòng)端軸承的V方向連接有出口管道，大于H方向振動(dòng)，所以驅(qū)動(dòng)端的V端可能受到了額外的應(yīng)力，有可能是受到了出口管道的應(yīng)力。

該泵振動(dòng)頻譜與1號(hào)機(jī)組SEC系統(tǒng)其它振動(dòng)異常的泵組振動(dòng)頻譜極為相似。

3.現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)處理過程

根據(jù)之前測(cè)振報(bào)告分析，2SEC001PO振動(dòng)頻譜分析，泵的主要故障頻率是99Hz，經(jīng)驗(yàn)判斷為泵葉片的通過頻率，分析振動(dòng)超標(biāo)原因是泵承受了額外的管道應(yīng)力詳見下圖。根據(jù)測(cè)振報(bào)告，對(duì)2SEC001PO出口法蘭與管道法蘭連接的平行度和同心度進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整之后能夠消除管道對(duì)泵造成的應(yīng)力。調(diào)整振動(dòng)后，重新小流量試車24小時(shí)后，調(diào)整流量至3300m?/h，振動(dòng)值最大2.2mm/s。

4.振動(dòng)根本原因分析及處理措施

（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)處理過程進(jìn)行分析，由于出口管道的不對(duì)中造成了2SEC001PO受到了額外的應(yīng)力，進(jìn)而造成了驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)偏高。

（2）泵體本身剛度不強(qiáng)，造成容易受到外界管道應(yīng)力的影響，在今后的設(shè)計(jì)中應(yīng)該增強(qiáng)泵體外殼的剛度。

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

四、總結(jié)

海南昌江核電廠2號(hào)機(jī)組重要廠用水系統(tǒng)1號(hào)泵由于出口管道不對(duì)中造成了泵體驅(qū)動(dòng)端軸承振動(dòng)高，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員根據(jù)振動(dòng)分析報(bào)告以及現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)現(xiàn)象找到泵振動(dòng)的根本原因，并從管道出口管道上著手，調(diào)整了出口管道對(duì)中，解決了2號(hào)機(jī)組重要廠用水系統(tǒng)1號(hào)泵振動(dòng)高問題，并為之后其他重要廠用水系統(tǒng)泵振動(dòng)處理提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂洋.重要廠用水泵（1/2SEC001/002/003/004PO）設(shè)備運(yùn)行維修手冊(cè)[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(shù)規(guī)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(dòng)的診斷與處理[J].電力設(shè)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(jiǎn)介：吳 帥（1988-），男，漢族，河南人，碩士研究生，中國(guó)核電工程有限公司，試驗(yàn)員，助理工程師，研究方向：轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。