潘广强 卢逢辰 徐涛
华电国际十里泉发电厂 山东枣庄 277103
摘要：某电厂8号机组凝结水泵（以下简称凝泵）运行中出现了凝结水泵振动与异音等缺陷，本文通过对原因分析，找到了引起凝结水泵入口管道异常的根本原因，有效地消除了凝泵振动与异音的故障。本次缺陷处理的方法，对类似缺陷处理，具有较高的借鉴意义。
关键词：凝结水泵；管道振动；异音；
某电厂8号机组凝结水泵（以下简称凝泵）运行中出现了泵体及入口管道振动、水泵异音等问题，本文针对凝结水泵的振动以及补偿器变形等故障进行分析，进而提出相应的策略。
1 振动现象描述
1.1凝泵入口管道振动
凝泵在工频运行，现场对凝结水泵和入口管道以及膨胀节等进行振动监测，发现凝结水泵的振动以半倍频为主.凝结水流产生激振，与凝结水泵产生共振，导致凝结水泵振动增大；膨胀节以及前后接管振动最大，振幅最大值为0.29mm，远离膨胀节的管道振动逐渐减弱；同时凝结水泵在工频运行时伴随有异音出现；凝结水压力、流量和电机电流稳定，排除凝结水泵汽蚀的可能性。
现场检查凝结水泵及相关设备，入口膨胀节存在变形，膨胀节前的凝结水管道以及滤网筒体发生偏移，膨胀节变形后，导流板出口的水流可能会冲击到膨胀节而产生剧烈的水流扰动，使得凝结水泵前的水力流场产生湍流，对凝结水管道以及膨胀节本身产生共振；凝结水泵前的水流不顺畅，产生湍流后，使得凝结水泵在大流量的情况下，产生异音。凝结水泵的振动大和异音现象消除，故排除凝结水泵入口存在异物的可能性。
1.2凝泵入口补偿器变形分析
因凝泵运行中入口滤网压差高，办理凝结水泵入口滤网清理。具体的操作是分别将凝结水泵入口和出口的电动门关闭，同时要关闭B凝结水泵抽空气门。
检修所做的措施如下：打开8机B凝结水泵滤网排污门，消压放水。清理滤网工作。发现B凝结水泵入口滤网上端盖漏水，一小时后紧固B凝结水泵入口滤网上端盖轻微鼓起。运行后打开了B凝结水泵机械密封密封水入口手动门，关闭B凝结水泵密封水入口手动门后，检修人员紧固滤网法兰螺栓，上端盖不再漏水。一小时后，又发现B凝结水泵入口滤网上端盖漏水。
2 原因分析
2.1凝泵振动原因分析
现场阀门开度和流量调整试验表明，管道振动与流量和阀门开度关系不大，可以排除泵汽蚀、管道设计和阀门选型不当等因素对管道振动的影响。无论是泵单独运行还是并列运行，振动都以6X频率为主，这说明每台泵都存在流体压力脉动所引发的叶片通过频率振动，当压力脉动频率与管道固有频率重合时，就导致了出口管道发生叶片通过频率共振;而在任何瞬间，各泵实际转速又不可能完全一致，使各泵出口管道所承受的激振频率非常接近，继而引发了出口管道拍振。
凝泵振动原因分析如下：
（1）运行中随凝结水泵流量增大，因膨胀节导流板整体强度不足，振动产生扰流，冲击泵体入口产生振动。
（2）A凝泵进口蝶阀处存在异物，影响入口流量，在凝泵入口处，水流发生变化，产生振动。
（3）A凝泵吸入口处存在异物，在水流经过时产生振动。
2.2 凝泵入口补偿器变形原因分析
运行人员使用机械密封回水对管路进行注水，当滤网上部排空气门出水后关闭空气门，但未及时恢复系统入口门、空气门，造成入口门同出口门之间管路憋压，15：20分压力不断升高至0.97Mpa造成系统密封件泄漏，对管路形成轴向推力超过膨胀节载荷，膨胀节拉伸变形250mm，17：25分入口电动门开启后，管路压力降低膨胀节弹性变形恢复约100mm,其余产生塑性变形无法恢复原位，如图1所示。A泵膨胀节长度360mm,B泵长度为420mm且局部扭曲变形。标准长度为260mm，见图2。
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检修人员对滤网法兰泄漏、盖板变形原因分析不到位，未发现泄露产生的真实原因，观察系统压力是否正常，仅采取紧固法兰的方法进行处理，造成系统压力不断升高超过膨胀节载荷。
系统管路设计不合理未设置超压保护装置，当系统压力异常不能及时泄压保护管路系统设备。
3 处理办法
3.1 凝泵振动解决措施
根据制造厂提供的市场信息，同类型凝结水泵运行中并未出现类似的叶片通过频率共振问题，因此决定先改变管道布置，但因现场条件限制，只在凝结水泵出口管与母管之间增加45°弯头，以减小出口水流对垂直上升管道的脉冲激励影响。再次启动运行后，发现并泵运行时出口管道振动略有减小，但仍然有拍振现象，出口管道振动在10～35mm/s波动，凝泵振动具体解决措施：
（1）割除凝泵入口的膨胀节；
（2）安装凝泵新型入口膨胀节；
（3）将凝结水泵入口膨胀节的前后管道进行对中，确保管道中心线保持一致；
（4）对和8B凝结水泵的入口“F”型管道进行校正，恢复至原设计运行状态，确保凝结水泵运行时，入口水流顺畅，尽量消除水流扰动。
（5）在凝结水泵入口管道校正过程中，对入口管道的焊缝进行探伤，防止焊缝出现裂纹。
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图3 凝结水泵振动频谱
3.2 凝泵入口补偿器变形处理措施
首先，由于目前膨胀节均存在拉伸压缩超限损伤，鉴定其是否需要可以安全运行。其次，要采购膨胀节备品对膨胀节进行更换，要对膨胀节的参数进行详细记录。因A泵在膨胀节拉伸过程中振动降低明显，分析膨胀节内导流板对水流冲击对凝结泵的影响；第三，因两台凝泵入口为共用母管，目前机组运行状态无法对母管进行自由状态定位调整，采取对A、B泵入口管道固定后，割除膨胀节确定接管长度，更换新膨胀节。运行、检修人员加强膨胀节及水泵运行状态监视，现场设置巡检本，运行每2小时、检修每天不低于4次记录凝泵运行以及膨胀节情况，发现异常及时联系处理。最后，在入口门及滤网之间管路增加安全阀，当系统超压及时泄压保护系统设备
4 结论
通过对凝泵入口发生故障的原因分析，找到了导致发生故障的可能原因，并提出解决的措施；合理进行维修；有效地消除了设备缺陷，提高了凝结水系统的运行可靠性，保证机组的安全稳定运行。同时，通过此次缺陷检修，使检修人员对故障有了更加深入的认识，对今后分析、处理故障，具有十分重要的参考价值。
参考文献
［1］张学延.汽轮发电机组振动诊断［M］．北京:中国电力出版社，2008.
［2］何国安，张学延，张卫军.汽轮发电机组轴系振动研究进展及趋势［J］．热力发电，2016，45(11):1－4.
［3］Jose Gonzalez，Eduardo Blanco，Ｒaul Barrio，et al. The effect of impeller cutback on the fluid－dynamic pulsations and load at the blade－passing frequency in a centrifugal pump