循环水泵出力低及振动大故障治理
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【摘要】本文通过对72LKXA―23.3型立式循环水泵组的故障原因进行深入分析的基础上，结合现场实际，提出了综合治理的方案，在大修中实施后，处理好循环水泵出力不足和振动大的缺陷，节约了更换新叶轮的巨额费用，经济效益和安全效益显著。
【关键词】循环水泵；出力不足；偏斜；处理措施
0概述
耒阳发电厂循环水泵房二期工程配置3台长沙水泵厂生产的72LKXA―23.3型立式循环水泵，向两台300MW汽轮发电机组的开式循环水系统提供冷却用水。从2003年投运至今，由于运行年限长久、基础下沉、台板变形等原因，3台泵组相继发生了不同的故障。其中以#5循泵最为突出，其出力较其它泵组低，振动较其它泵组大。
本文以#5循环水泵出现的故障进行深入分析的基础上，结合大修进行综合治理，查明了立式泵组故障的原因，优化设备检修方案，保证了设备安全经济运行。
1循环水泵结构简介
72LKXA―23.3型立式循环水泵为转子部件可抽出式混流泵，输送介质为淡水，在不拆卸外泵体的情况下可以单独抽出泵工作部分进行检修。泵的吸入口垂直向下，出口水平布置，从电机端往下看，泵顺时针旋转，泵轴向下重量由电机承受。
这种泵的转子部件主要由叶轮、下主轴、中间套筒联轴器，上主轴、轴套、泵联轴器等组成，淡水从进口喇叭口进入，叶轮升压通过导叶将其送至出水管经吐出弯管送入循环水供水母管。泵轴由四个橡胶导轴承来起径向支承作用。橡胶轴承的从上轴承填料盒体的注水口进入，经过上内接管水腔，到轴保护管内流经各道橡胶轴承冷却后，最后从叶轮后部经叶轮平衡孔，排回泵吸入口。转子的轴向由电机的推力轴承来承受，而推力轴承由透平油来和冷却。
泵的主要性能参数为：流量25740m3/h，扬程23.3m，转速375r/min。
配套电机为湘潭电机厂生产的YL2300-16/2150-1 型立式异步电动机，额定功率2300KW 。
2#5循环水泵大修前的故障情况
2.1在#5循环水泵大修前存在着出力不足和电机进出水方向水平振动大的缺陷
长期以来#5循环水泵电机运行电流较其它泵组小了约30A，在同样的负荷条件下，单独运行#5循环水泵相比单独运行其它循环水泵时，凝汽器真空会降低约0.8MPa。由此可见#5循环水泵出力较低，已不能满足凝汽器对冷却水量的要求。特别是在夏季，河水水温高的时候，即使2机3泵运行方式也不能保证两台300MW机组在较高的真空度下经济运行，降低了机组效率。大修前3台循泵并列运行时,参数如下: #5循泵运行电流218A，出口压力0.16MPa；#6循泵运行电流250A，出口压力0.17MPa；#7循泵运行电流249A，出口压力0.17MPa。
在大修前#5循环水泵同其他泵组一样还存在水平振动过大，主要反映在水泵进出口方向上，振动达到了0.15mm。经常是在刚检修后振动只有0.05~0.07mm，但过不了多久时间振动又逐渐增大。故决定对#5循环水泵进行大修解体检查。
2.2解体水泵后发现，#5循泵的中间轴承支架外环在与泵体外接管配合部位断脱了的两个弧段；上轴承和中轴承处轴套和橡胶瓦磨损严重，总间隙达到了4mm；叶轮出口边有轻微变形内翻现象。
3#5循环水泵故障原因分析及治理
3.1循环水泵出力不足的原因分析及处理
（1）出力不足的原因主要有：吸入侧有异物、叶轮密封环间隙过大、转速低、有空气吸入、汽蚀、进口有预旋、叶片损坏等原因。
在大修中针对每个可能的原因我们进行了逐项排除：清理泵进水粗拦污栅、清理进口旋转滤网、检查和测量叶轮及叶轮密封环间隙、转子提升量检查，都没有发现太大的异常。
（2）由于中间轴承支架断脱了两段圆弧，怀疑是断脱的轴承支架碎片碰伤了高速运行中叶轮，使叶片出口几何角有少许变形内翻现象，导致水泵做功能力下降。
由泵与风机的基本方程式（欧拉方程）可知，当叶片的出口几何β2g减少，则扬程HT∞也将减少。因此必须设法修复叶片出口几何角才可提高叶轮做功能力。
查该泵的叶轮材质为ZG0Cr18Ni2Mo2奥氏体不锈钢，具有较好的铸造和焊接性能，可以在400℃~450℃温度下对变形的叶轮修复，不好影响叶轮的金属性能。现场组织检修人员对叶轮进行修复校正，校正过程中严格控制加热温度不超过标准要求，保持每片叶片形状一致，并适当回火消除锤击应力。修复完成后，对叶轮进行金相探伤检查正常。
3.2循环水泵振动大原因分析及处理
（1）循环水泵振动大的原因主要有：装配精度不高、吸入水面过低、汽蚀 、轴承损坏、轴弯曲 、电机故障、联轴器松动、损坏、运动部件不平衡、基础不紧固、排出管路影响等。在排除其它原因后，重点对轴承支架、橡胶轴承、水泵轴端水平、电机推力头水平进行重点调整。
（2）中间轴承支架修复和水泵轴端扬度调整：首先修复断脱的中间轴承支架，通过加工一个和原弧段外径相同圆环，再切一段圆弧补焊到原断裂处。由于解体时就发现水泵支撑台板有不均匀下沉现象，水平扬度南北方向达1.2mm/m，为进水口侧(北)低，出水口侧（南）高。从而导致水泵外接管偏斜，由于水泵的可抽出部分是支撑在外接管上，这也将导致水泵轴偏斜较大，将引起水泵轴系偏斜运行中振动大。由于条件和工期限制，现场无法对安装台板进行重调水平工作。在仔细分析水泵并结构结合现场实际，提出通过调整中间轴承支架的方案来调整水泵轴端水平，在调整好水泵轴端水平南北和东西两个方向上扬度均小于0.2mm/m后，用锲铁锲紧中间轴承支架和外接管之间的间隙，并点焊固定好。
同时考虑到轴系的中心调整，保证水泵转子和电机转子连接后能有一定的自由摆动度，因此对间隙超标的轴承部位仅更换了橡胶轴承，而没有更换轴套，以防止轴承间隙太小引起转子单边碰磨。
（3）电机支架扬度调整：进一步检查发现该泵电机定子水平偏差也很大，北侧低0.6mm/m、西侧低0.4mm/m。判断是由于安装台板不均匀下沉所致。综合考虑后决定以电机推力头上端为参照，通过在电机定子支架下加不锈钢垫片调整好电机水平扬度在0.10mm/m以内。在水泵和电机就位后，先在水泵盘根处装好百分表，用千斤顶顶靠背轮的不同位置，测量水泵轴再盘根盒处的前后左右各方向的移动值，做好记录。在调整电机与水泵联轴器中心时，确保圆周偏差不大于0.10mm，端面偏差不大于0.15mm。在某些情况下端面偏差可能达不到要求值，可优先考虑圆周值，但必须确保连接联轴器螺栓后，水泵轴的前后左右的移动量不要超过极限值为好，以免靠死橡胶瓦引起水泵振动。
（4）修复后泵组运转情况：大修后泵组整体试运，泵组最大振动值为0.02~0.03mm，出口扬程和电机的运行电流同#6、#7循环水泵接近，各轴瓦运行温度正常，整体运行效果良好。运行部门在单机单泵、同样的负荷条件下做了循泵性能对比试验，运行#5循环水泵相比运行其它循泵时，凝汽器真空几乎没有变化，表明#5循环水泵出力不足问题得到了解决。
4结论
大型立式循环水泵由于基础不均匀下沉，导致水泵外接管偏斜不垂直。可通过调整中间轴承支架位置校正水泵转子水平，兼顾电机推力头水平和橡胶轴承间隙，来消除因安装台板不均匀下沉而引起的振动缺陷。缩短了检修工期，保证了设备安全。
另外，在循环水泵长周期运行后，其叶片长期受河水中的杂物冲蚀，在应力作用下，叶片出口几何角会变小内翻导致叶片做功能力下降，使水泵出力降低。可通过采用合理检修方案修复循泵叶片叶型，使循泵恢复出力并运行在高效区内，达到挖掘水泵潜力，增加汽轮机冷端系统冷却水流量，提高凝汽器真空的目的。同时还节约了更换新叶轮的巨额费用，节能效益显著，具有一定推广价值。
【参考文献】
［１］长沙水泵厂.72LKXA―23.3型泵安装使用说明书[S].
［2］湘潭电机厂.YL2300-16/2150-1 型电动机安装使用说明书[S].
［3］郭立军.泵与风机[M].水利电力出版社,1986.