核电站循环水泵振动异常原因分析及对策

齐晓伟+于鹏飞

摘 要：循环水泵是核电站重要的辅机设备，直接影响循环冷却水系统及机组的安全和经济运行。根据机组装机容量和地理位置的不同，循环水泵的选用各不相同。本文就核电站循环水泵振动异常原因分析及对策进行分析。

关键词：核电站；循环水泵；震动；对策

引言

循环水泵主要由吸入喇叭口、叶轮室、叶轮、导叶体、外接管、赛龙导轴承、主轴、润滑内接管、轴承支架、泵联轴器、电机联轴器、轴套等组成。叶轮、叶轮室、泵轴、润滑内接管及螺栓使用不锈钢（316），导叶体、外接管、导叶片使用镍铬铸铁（HT200Ni2Cr）。

一、设备异常情况

循环水泵现场发现水泵内部金属磨碰声音很大，在泵体附近能明显感觉到振感，電流在280～300A之间波动，测量水泵台板，振动值达0.12mm，电机顶部轴承室处振动达0.26mm（异常前2处测点分别为：0.03mm和0.045mm），振动异常。按《火电施工质量检验及评定标准》汽轮机篇要求：250～375r/min转速的立式水泵，振动不得超过0.1mm。现场测量数据明显超出振动标准，决定立即停泵检查，检查情况如下：

1）复查水泵转子提升量30mm，上次回装时转子提升量10mm（设计值为10mm），说明叶轮已经磨损。

2）赛龙轴承磨损，间隙超标，最小处间隙为1.2mm，最大处3.5mm，轴承内侧有轻微龟裂痕迹（厂家说明书提供间隙标准为：0.66～1.36mm）。

3）除填料轴套磨损轻微外，其余各赛龙轴承轴套有明显磨损，导叶体处赛龙轴承轴套磨损量达2.5mm，上轴套磨损量2.35mm，全部超标（厂家说明书提供间隙标准为：磨损不超过1/3）。

4）上部轴承支架靠近泵轴内外圆拉筋焊缝处有两处明显断裂，外筒体与上轴承支架配合处直径方向磨损量3mm，外圆变椭圆，偏差2mm；外筒体与中间轴承支架配合处磨损量2mm，外圆变椭圆，偏差1.8mm。

5）上部润滑内接管断裂，下部润滑内接管与导叶连接法兰磨损严重，与导叶体连接法兰已被磨损消失。

6）导叶连接法兰磨损严重，看不见法兰痕迹；导叶体φ1955H9/F9位置外圆腐蚀严重，最处深5～7mm，间隙增大至10～14mm。与外接管接触位置也有明显腐蚀缺陷。

7）检查泵轴弯曲情况发现弯曲度超出厂家说明书要求的≤0.10mm，测量情况见表1：

8）叶轮存在偏磨情况，叶片顶部外径实测值：1370mm、1368mm，磨损量最大22mm，最小4.5mm；叶轮室偏磨，最大磨损为5.3mm。该处键条有裂纹，长达320mm。

9）台板水平北侧上扬0.37mm，西侧上扬0.285mm（标准：台板水平≤0.05mm/m），筒体垂直喇叭口处偏向北侧20mm，偏向西侧侧10mm（标准：≤0.50mm）。

二、原因分析

导叶体位于叶轮出口，起导流作用，承受叶轮出口水流冲击。下外接管与导叶体的材质均为HT200Ni2Cr（防腐等级比较低），由于常年受海水侵蚀，其配合面φ1955H9/F9发生腐蚀，产生间隙，因而导叶体产生轻微晃动，导致下部赛龙间隙变大，不能固定泵轴，使轴系发生以最上面赛龙轴承为支点的晃动。随着晃动的加剧，各赛龙轴承间隙逐渐变大，联轴器与润滑内接管磨碰直至内润滑接管断裂，伴随金属碰磨声音，并引发其它部件损坏，致使振动电流超过允许值，水泵故障停运。对水泵部件损坏的情况进行分析，认为导叶体的腐蚀损坏是导致故障的主要原因。

三、处理措施

1）对导叶叶体、外接管、导叶片采用耐海水涂料进行除锈防腐的修复处理。

2）由于各赛龙轴承及轴套严重磨损，经测量间隙超标的，全部更换。

3）将有裂纹的上轴承支架补焊，上车床检查托架外圆偏差情况，进行车销修正。同时将螺丝孔M20扩大至M24，增加轴系的钢性。

4）更换损坏润滑内接管，并对法兰处进行处理：上、中、下润滑内接管在两端法兰处加装筋板，螺栓孔扩大至28.5mm；对旧润滑内接管法兰平面重新找平，法兰止口修圆。保证两法兰平面平行度并与轴垂直，尺寸及相关要求与图纸一致。

5）对于导叶体的处理，按照如下方案进行：将φ1955H9/F9位置先上立车车至φ1935mm，再补焊约20mm厚的316L不锈钢条，不锈钢条与筒体的焊接面均要求开较大坡口，条上相隔300～400mm钻1个30mm孔，目的是加大、加多与外接管的焊接面，以提高结合强度，修复到原有设计的1955mm；对与下内接管连接的Ф435mm法兰采用镶不锈钢316L的方式修复至原尺寸，M20螺孔扩大为M24mm；校验两端法兰垂直及同心度。

6）对3根泵轴采用加温校正的办法进行校直，校直后的弯曲值恢复到0.10mm以内。测量值见表2：

7）调整台板水平：北侧上扬0.03mm，西侧上扬0.025mm。

8）叶轮室的中间位置有磨损痕迹，上机床进行校测，发现磨损最深处有2～3mm，在机床上光刀做过渡圆滑处理；有3个叶片磨损较严重，磨损量最大有22mm，以磨损小的叶片为基准，在其他3个叶片上镶焊不锈钢条，焊后打磨平衡，打磨后用立车加工至满足图纸尺寸要求，再重新做动平衡；回装时，在导叶体及轴承支架外圆由下至上用斜铁定位对中，并点焊固定（因为导叶体及轴承支架是循环水泵轴系的泵、轴定位装置，通过导叶体及轴承支架与循环水泵筒体的间隙调整、固定，可以保证中轴与上、下轴保持同心，进而保证了泵轴安装后的同心度），其余回装步骤按照水泵安装要求进行。

9）检修完毕后投入试运，声音正常，电机上机架水平振动南北向0.018mm、东西向0.025mm，轴向振动0.022mm，泵组运行情况良好。

四、结束语

造成电动机设备振动及电磁噪音异常的原因还有许多，只有在工作中认真观察及分析，才能准确地找出主要原因并针对性进行处理，就能有效地解决电动机运行中的振动及电磁噪音问题，保证电动机长期安全、稳定运行。

参考文献：

[1]焦红瑞，梁亚勋.核电站循环水泵振动异常原因分析及对策[J].水泵技术，2016，（03）：42-46.

[2]宋军，陈光.核电厂循环水泵电机摆度问题分析与处理[J].机电工程，2015，（08）：1096-1099.endprint