江边取水干线曲臂管振动大分析与处理

徐 飞

攀钢发电厂 四川攀枝花市

1.概述

发电厂用水取自金沙江，通过江边取水设施将江水抽至水厂净化后，作为发电厂生产、生活用水。在生产过程中，工业水不能中断，故对取水设施的连续性取水要求较高。取水设施在运行过程中，受制造、安装、介质等影响，难免会出现各种各样的故障。而干线曲臂管振动大，引起整个取水泵船颤抖，造成泵船各焊接部位脱焊、接盘漏水、取水干线管道破裂等缺陷，则直接威胁到取水设施的安全、连续全、稳定、连续取水。因此对取水干线振动大，引起整个泵船颤抖的问题进行有效的处理，是十分必要的。

2.取水干线曲臂管运行现状

发电厂共有1#、2#两台浮动式取水泵船，分别对应1#、2#两条取水干线，干线与泵船之间有曲臂管相连。曲臂管安装在泵船上与船上取水泵出口有接盘相连，可随泵船上下移动。曲臂管可通过安装在泵船上的轨道行走，实现伸缩。江水水位变化时，通过上下移动泵船、伸缩曲臂管调节水位。正常情况下，取水泵和曲臂管振动都较小，在8道以下。取水设施运行过程中，常出现3种情况：①取水泵振动大，曲臂振动不大。②取水泵振动大，曲臂管振动也大。③取水泵振动在规定值内，但曲臂振动值大。上述3种情况只要出现了曲臂管振动大，则曲臂管振动一般不会因为处理好泵的振动或启、停泵而消失，相反，曲臂管的振动会越来越大，有时达130～150μm，使泵车颤抖，人站在泵车上，感觉脚发麻。严重影响取水设施的安全、稳定、连续运行，成为困扰生产顺行的技术难题，并造成下列严重影响：

（1）取水干线曲臂管振动大，使干线接盘螺栓松动、干线管道焊口疲劳开裂漏水，造成干线停运，取水中断。

（2）取水干线曲臂管振动大，引起泵车颤抖，泵船各结构件焊口开裂，影响泵船结构强度和寿命。泵船甲板焊口开裂，江水进入船内，引起电气设施的短路、放炮等。

（3）上述缺陷的频繁出现与修复，消耗了大量人力、物力。

3.故障原因分析

取水泵曲臂管振动大，其根本原因是由曲臂管构造和管内气体聚集引起的。曲臂管共有5个弯头，与泵船没有固定连接，靠曲臂管底部行走小车将重量传递给泵船。取水干线其余部分都有固定连接，且弯头少，故取水干线的振动大在曲臂管处明显。受曲臂管功能限制，要想减小取水管线曲臂管处振动，只能从阻止气体进入取水干线入手。

（1）吸入管道、法兰密封不好，有空气进入并带入取水干线。

（2）受江上游来水减少，吸入口液位过低，有气体被泵吸入并带入取水干线。

（3）取水泵轴封盘根密封，轴套与盘根摩擦，轴套产生凹凸不平，使盘根与轴套之间密封不严，气体进入泵内并带入取水干线。

（4）水射器喷嘴磨损，产生的负压不足以把泵内气体抽净，泵内有极少残留气体，此时可以泵能启动，但泵声音异常、气体进入取水干线，曲臂管振动大。

4.改进措施

（1）采取措施，改进取水泵吸入管结构，减小因吸入管线进入气体引起曲臂管振动。取水泵吸入管道、法兰垫子已使用了20余年，存在微量漏气的可能。取水泵吸入管除锈、检查、刷漆，更换吸入管道法兰接盘垫子，确保吸入管线的严密性。

原取水泵吸入口与泵垂直高度3.2m，在枯水期是，吸入管没入水中部分的垂直高度不到0.6m，在取水泵吸力下，江面产生漩涡，泵极易吸入空气。将取水泵吸入管长度延长0.6m，使吸入管没入水中部分最短长度增加到1.2m。同时在泵吸入口上方0.3m处加装防漩涡挡板，解决了气体从泵吸入口进入泵的问题。

（2）通过技术改造，解决因取水泵轴套凹凸不平造成的密封不严空气进入泵内的问题。盘根密封为面接触密封，靠盘根压盖施加的力使盘根与轴套实现紧密接触，防止空气进入。存在密封性能差，寿命短，更换频繁，轴套磨损严重等问题。无填料密封线接触密封，具有密封性能好，与轴摩擦小等优点。将取水泵轴封密封方式由盘根密封改为无填料密封可有效避免气体从轴封处进入泵内。

（3）更换水射器。使泵内负压状态达到最佳，不残留气体。

（4）在曲臂管最高处管道顶部安装排气门。在取水干线有检修工作时，要将干线内的水排净。待检修完后，向取水干线内灌水，此时，空气在曲臂管内有残留。曲臂管安装排气门后，在启动泵前，先将管内空气排出，可避免曲臂管发生振动。

5.改进效果

（1）改进后近1年运行结果表明，曲臂管运行平稳，振动值由原来最大150μm降低到7μm，泵船颤抖减轻。取水干线接盘螺栓未发生过松动，泵船结构、船甲板、干线焊口也未在发生开裂等现象。

（2）减少了气体进入泵内，使泵运行时的噪声降低，同时，泵的振动最大值由6.8μm降为5.5μm左右。

（3）泵船、取水干线故障大幅度降低，大量减少事故抢修处理，降低检修人力物力，降低维护费用。