火力发电厂高压给水泵振动的原因分析及预防

发表时间:2020/10/14   来源:《科学与技术》2020年6月16期   作者:高崇康
[导读] 火力发电厂锅炉给水泵是发电厂最主要的辅助设备之一,起着十分重要的作用
        高崇康
        国家能源集团谏壁发电厂,江苏 镇江 212006
        摘要:火力发电厂锅炉给水泵是发电厂最主要的辅助设备之一,起着十分重要的作用,它不断地向锅炉供给充足的压强、流量和温度的给水,使电厂热力循环安全稳定地运行,一旦给水泵发生故障会影响锅炉运行,进而影响到整个发电机组,所以与电厂的安全和效益紧密相连。而振动超标是给水泵故障中常见的问题。基于此,本文主要对火力发电厂高压给水泵振动的原因及预防措施进行分析探讨。
        关键词:火力发电厂;高压给水泵;振动原因;预防措施
        1 引言
        高压给水泵作为发电厂中不可缺少的辅机,在其工作系统中的布置方案相对比较复杂。一般设计方案分为以下四种,方案一:50%容量电泵两台,或者将电泵用汽泵代替。同时还要25%到30%容量启动电泵一台,而这里则不能用汽泵替换;方案二:也是50%的汽泵两台,再加上50%容量电泵一台,这台电泵作为备用设备;方案三:100%容量汽泵一台和100%容量启动电泵一台,同样这里的电泵作为备用设备;方案四:100%容量汽泵一台和30%到50%容量启动电泵一台。而最为典型也是运用得最大的方案就是方案三,100%容量汽泵一台和作为备用的100%容量启动电泵一台。
        2 高压给水泵振动的原因
        2.1 机组长周期变负荷运行的影响
        2.1.1 给水泵运行中易发生的系统性故障
        电网规律性负荷变化引起的机组各种运行参数波动,会导致给水泵周期性频繁运转,下列几种情况使给水泵极易发生故障:
        a)锅炉负荷降低速度过快,由80%降至50%或更低的负荷;
        b)因汽轮机跳闸而使给水泵处于热备用时间较长;
        c)锅炉负荷增加时冷态启动备用泵;
        d)给水泵壳体受冷凝水冲击或热冲击变形;
        e)转子有弯曲;
        f)转子受液压不平衡或双相液流冲击。
        2.1.2 建议连续性监视给水泵主要参数
        给水泵在系统中正常运行时,应重点监测如下参数:
        a)给水泵水头压差即压力变化;
        b)给水流量变化;
        c)平衡水流量变化;
        d)密封水漏水变化;
        e)轴振动变化;
        f)轴向转子位移变化,轴承温度变化;
        g)润滑油温度变化;
        h)汽蚀噪音/压力波动变化;
        i)泵壳体上下温差变化;
        j)迷宫式密封泄漏变化等。


        2.1.3 给水泵的可用率
        整个泵组可用率A1:
        A1=(1-B2/B1)×100%(1)
        泵供应的可用率A2:
        A2=(1-B3/B1)×100%(2)
        主给水泵可用率A3:
        A3=(1-B4/B1)×100%(3)
        式(3)+式(5)中,B1为等效计划停泵时间,365×24h;B2为等效泵组被迫停运时间,h;B3为等效泵组由于备件而被迫停运时间,h;B4为等效泵组被迫停运时,主给水泵失效时间,h.
        举例说明:如果主给水泵失效时间为168h,计划停泵时间为72h,由于供应备件而被迫停运时间为24h,等效泵组被迫停运时间为124h,计算得知:
        B1=365×24-等效计划停泵时间=8760-168=8592h
        主给水泵可用率A3:
        A3=(1-168/8592)×100%=98.04%
        泵供应的可用率A2:
        A2=(1-24/8592)×100%=99.7%
        整个机组可用率A1:
        A1=(1-124/8592)×100%=98.55%
        2.2 定位销发生破坏
        如果在给水泵的进出口导叶的定位销以及在壳体的定位销上都出现了零部件脱落的情况,会给设备正常运行中带来不利的影响。有可能会因为其脱落现象严重导致设备出口处所受到的压力过低,造成设备出现严重的振动现象。所以在工作中出现定位销松脱的故障,必须及时对设备进行整修消除隐患。同时检修时要注意密封设备级间制作严密,才能使松脱的定位销与零件孔紧密地切合在一起。密封垫的级间维修安装的质量越高,出口导叶的定位销以及壳体的定位销发生脱落的现象也就越小,所引起的振动现象也就会越少。
        2.3 内循环冷却系统的失常
        工作前,首先要对给水泵中的内循环冷却系统进行检查。内循环冷却系统是一个密封的装置,所以在运行之前要将内部的空气全部排空,排放到水流能没有阻力源源不断的从系统出流出来为止。这样做的原因是为了防止内循环冷却系统中因为存在大量的空气,导致给水泵出现巨大的振动现象。
        2.4 动静摩擦所形成的振动及原因分析
        固体摩擦而引发的电动给水泵振动。如果因热应力而引发电动给水泵的弯曲或者较大的变形,以及其他原因引发电动给水泵动静部分接触,接触点的摩擦力将会作用在转子回转的反方向上,从而引发转子的剧烈旋转。这就要求我们的检修人员经常对转子进行检查,一旦发现异常要及时采取处理措施或者是更换转子,确保电动给水泵的稳定运行。
        2.5 转子中出现的问题
        (1)转子动、静不平衡而引发的电动给水泵振动。电动给水泵在检修后可能会出现转子的动、静不平衡,甚至电动给水泵在运行过程中也会发生转子的动、静不平衡,这主要是设备发生故障或者检修后所更换的叶轮本身的不平衡缺陷而引发,一般情况下需要对转子进行解体检验、测量和校对,就能够消除转子的动、静不平衡问题,有时也可以在电动给水泵外部采取相应的平衡措施(此种处理方法用的较少)。
        (2)转子中心不正而引发的电动给水泵振动。当电动给水泵和电机联轴器中心不正,或者是端面平行度较差时,就会引发电动给水泵和电机结合面的不平衡,从而导致电动给水泵的剧烈振动。如果此时解开电机联轴器使原动机单独运行而不振动现象消除,那么导致给水泵振动的原因就是联轴器中心不正(主要是由于泵检修找中心不好、管道本身重量引发轴心错位和暖泵不充分等因素)。
        3 高压给水泵振动的预防措施
        从运行工况要求来说,暖泵应均匀、尽量避免给水泵频繁启停、系统压力、流量大幅变化时及时调整,消除或减小恶劣工况对给水泵的损坏。对于高压给水泵振动的预防措施中首先应该治理发生损害的轴承。对于轴承损害的处理措施,应该尽量避开给水泵出现的加速度现象或是在设计方案中出现的油节流孔板供油量的问题。对于在联轴器出现的对轮短板的现象,应该按照生产厂家所提供的标准对对轮的间距进行调整维修。
        在轴承进行维修期间,技术人员要注意轴承因为常年发生投入使用而发生变形、扭曲、磨损以及老化的现象,同时还要注意轴承时候在接触角和接触面上出现超标的现象。当问题出现时,要对轴承进行更换,如果问题更加严重就要及时向上级领导汇报置换新的系统装备。技术人员要定期对设备进行维修检查,当给水泵中出现严重的振动现象,要停止设备的运行,找出系统中出现的问题直至隐患消除才能再投入使用。
        在预防因为给水泵长期使用而造成振动现象,就通过定期对设备的监控、改造等措施排除给水泵中存在的问题。同时由于长时间运行会造成设备地脚螺栓松脱下沉,水泵的支架的刚性发生变化。为了预防此类问题的出现,在设计时就要对基础支架进行加粗,或是增加设备结构中的受力面积。在混凝土浇筑上反复的再浇筑,增加其刚性和稳固性。为了防止地脚螺栓松脱而引起的振动和功能的丧失,给水泵地脚螺栓必须拧紧,并将止退功能进行恢复,达到预防的效果。给水泵各振动因素相互影响相互促进,发生振动超标时可能是由多种因素引起,但是只要技术人员耐心细致,具体问题具体分析,一定可以消除给水泵故障。
        4 结语
        通过对火力发电厂中给水泵的出现振动的原因进行分析,提出预防措施。并将给水泵的振动控制在最小的范围中,减轻设备的损耗,延长给水泵设备的使用寿命,有利于提高火力发电厂的工作效率。
        参考文献:
        [1]武建伟.火力发电厂高压给水泵振动的原因分析及预防[J].企业技术开发,2012(32):133-134
        [2]薛玉辉.谈次高压给水泵振动原因分析及处理[J].西北电力技术,2004(05):68-69
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