核电站重要水泵电机振动异常原因分析及对策

核电站重要水泵电机振动异常原因分析及对策

赵鹏渊哈尔滨电气动力装备有限公司袁黑龙江哈尔滨150000冤

摘要院核电站循环水泵在电站运行过程中发挥着十分积极的作用袁随着社会与科技的不断进步袁核电站的工作内容和形式都已经发生了很大改变袁核电站的作业负荷也较以往有所增加袁这对核电站重要设备的性能质量提出了更高要求遥特别是重要水泵电机袁振动问题一直以来都是其普遍存在的质量通病遥以下本文就该类异常的发生原因进行了简要分析袁并提出了相应的解决对策袁以期为相关行业工作人员提供些许参考遥

关键词院核电站曰水泵电机曰振动异常曰原因曰对策中图分类号院TM623.4袁TH311文献标识码院A

文章编号院2096-4390渊2021冤15-0043-02

核电站重要水泵电机就是人们常说的SEC泵袁其作用主要是进行海水冷却循环袁为核岛提供冷水水源袁可以理解为是一个安全系统袁即便是在核电站反应堆停止的时候袁重要水泵电机也是持续保持运转的袁如果该设备停止运行袁将会给核电站造成巨大的损失袁甚至造成严重灾难遥而振动情况则是评价核电站重要水泵电机运行可靠度的一个重要指标袁由此可见袁对电机泵振动异常原因进行分析并对该类危害加以控制解决袁是十分有必要的遥

1重要水泵电机结构介绍核电站的重要水泵电机属于大型立式的单级尧单吸离心泵设备袁泵机的吸入口是垂直向下设置的袁吐出口则是水平伸出的袁为了能够具备足够的抗压能力袁泵本体还进行必要的密封处理袁同时配备有油脂润滑的滚动轴承袁联轴器构件为膜片袁采用非刚性连接方法遥泵组采用双基础结构袁电机与电机泵分别位于不同的基础结构袁其中电机的支架安装基础相对较高袁泵本体则安装在较低的基础结构部位遥这种结构设置方法袁大大1-叶轮2-泵体3-泵盖4-密封5-上部轴承6-轴承支架7-下部轴承8-轴9-联轴器图2SEC泵结构图提高了立式泵的自振频率袁确保了机组运行的有效性遥另外袁重水室的结构为双蜗壳形式袁可以最大程度平衡径向力遥具体的要电机泵的泵盖也安装在泵体上袁二者形成液体流动腔体袁共重要水泵电机结构外形图如图1尧图2所示遥同承载水泵运行压力遥其中泵盖上还设置有密封腔袁并连接有轴承支架袁用以支撑转子袁一个轴承支架包括两个轴承腔袁泵压2核电站重要水泵电机振动异常的特征导致重要水泵电机出现振动的原因是多方面的袁为了能够有针对性地对这些原因加以分析袁就需要采取专业试验方法对设备进行必要检验袁尤其是对于刚出场的新设备而言袁更应该严格进行质量检验袁防止残次品投入市场遥根据现有文献资料显示袁核电站重要水泵电机振动异常的特征主要表现在以下几个方面院

其一袁水泵在大流量工况的时候袁运行通常正常袁而流量较小的时候反而会存在振动异常问题遥实际就某核电站的一台重要水泵电机进行检测袁发现其在大流量条件下袁设备性能符合要求袁运行效率可靠袁且噪声和振动也都在允许范围内袁但是当小流量运行的时候袁其他方面都符合要求袁振动状态超出标准范围遥在泵机轴承支架的轴承位置进行检测袁得到设备振动速度最大能达到4.0mm/s袁与此同时袁还测量德大欧泵机入口处管路的振动数值袁为3.5-4.1mm/s袁还有电机支座位置的振动数值袁测得为3.0mm/s遥可见小流量工况下电机水泵振速更加明显遥其二袁泵机在同一工况条件下袁如果运行方向不同袁其振动值也会1-泵本体

2-电机

3-电机支架

4-泵基础

5-电机基础

表现出一定差异遥检测分析发现袁当处于小流量工况状态的时候袁测量泵轴承是振动数据袁能够得出袁不同圆周方向的振动值图1SEC泵外形图-44-

科学技术创新

各不相同袁且测量结果具有重复性遥其三袁在专业团队人员的实体的厚度和设置加强筋袁增强轴承体刚度袁泵在更换轴承体后验下还发现袁核电站重要电机的振动频谱同样具有一定规律特进行试验袁振动值明显减小袁振动速度下降到2.7mm/s袁满足要征院比如频率与泵的叶频有关联关系袁当频率与叶频一致的时求遥图3所示为轴承体修改前后的对比图遥候袁一般就是振动值达到最高的时候袁而且泵机系统还会存在和叶频较为接近的整体模态袁容易造成系统共振现象遥再比如3.3制造偏差处理将振动异常的泵进行解体袁对泵转子重新做动平衡试验袁动频率与轴频以及其倍频也存在一定关联袁一般在二倍频位置频平衡结果证明满足要求曰检查泵体密封环尧泵盖密封环的间隙袁谱出现峰值的几率较高遥此外袁实验中振动频谱也会夹杂一些间隙值也符合技术要求袁且间隙分布均匀曰再对泵体进行检查袁其它频谱成分袁实验后分析发现袁泵机在多频率状态下袁产生的发现由于铸造偏差袁泵体的隔板端部与隔舌端部不对称袁同时结构模态共振袁其峰值对应的频率袁来源比较广泛袁包括蜗壳以隔板端部延伸至基圆内袁造成叶轮与蜗壳之间间隙减小袁隔舌及叶轮等遥

3针对核电站重要水泵电机振动问题所采取的处理措施端部的铸造偏差也造成了隔舌角度变化遥为消除泵体铸造偏差的影响袁以泵体基圆为基准袁对隔板和隔舌进行修整袁使隔板端常见的引起重要水泵电机振动问题的原因比如有驱动电部与隔舌端部对称袁打磨隔板和隔舌端部袁使其光滑过渡袁以符机轴干涉影响尧高速旋转部件过多袁导致设备动能不平衡尧或者合设计要求遥修整泵体后袁重新装配进行试验袁在小流量工况下袁流体作用影响等遥有时候还有可能多种原因同时作用袁振动情泵的振动明显减小遥况较为复杂袁因此袁相关设备检测维护人员需要从多角度出发袁具体情况具体分析袁对可能引发振动异常的原因进行综合性考面入手院

3.1试验台架振动处理4结论总而言之袁重要水泵电机作为核电站的重要设备袁其运行状结得出袁改善水泵电机振动问题袁应考虑最小流量系统合理选型尧最小流量阀以及降压孔板的合理利用尧控制泵组性能曲线量袁然后有针对性采取处理措施袁具体而言可以从以下几个方态将直接影响核电站的安全性和经济性遥根据上文所述可以总振动台架的振动产生几率较大袁而且一般都和试验管路一走势袁应保证斜率要求尧泵组设计方面袁要充分考虑现场电网频同发生振动袁所以解决问题的时候也需要将二者同时进行处率实际条件和潜在风险遥以上这些经验袁日后可以为其它核电理遥具体方法如下院可以在泵脚的支撑位置增加加强筋数量袁并项目主给水泵组在设备设计尧制造尧运行方面提供参考遥在试试验管路位置增加固定支撑袁以增强管路的刚性性能遥同时还可以在出口管路部位增加使用膨胀节袁以达到消除泵体所[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].受管道作用的效果遥考虑到试验管路内还有可能因为存在气体水泵技术,2016(03):42-46.

而引发振动袁所以可以在管路最高位置增加放气阀袁同时袁又考[2]郑晓彤,李振,杜鹏程,等.某核电站重要水泵(SEC泵)电机振动虑泵入口处流体回流影响袁在泵进口管路处可以增加几块呈十原因分析与处理[J].水泵技术,2016(01):39-42.条件袁消除了试验管路及试验台架的振动袁泵的振动虽有一定科学与财富,2017(28):94.影响后袁需从泵结构查找原因遥

3.2泵结构振动处理字型分布的导流板遥通过上述一系列措施袁能够改善泵的试验[3]齐晓伟,于鹏飞.核电站循环水泵振动异常原因分析及对策[J].的改善袁但仍不满足要求遥在排除了外部试验条件对泵振动的[4]唐堃,牛红军,李中双,等.核电站重要厂用水泵振动异常的处理及分析[J].水泵技术,2018(01):34-36,39.

[5]LUOXiao-hui,雒晓辉,KONGLing-jie,等.核电站水泵振动诊参考文献频谱分析揭示通过改变叶频来改善泵振动情况袁但改变叶断技术分析与应用研究[C]//中国电机工程学会.中国电机工程学频需对泵的叶片数或者转速进行调整袁不符合实际情况遥通过会,2016.查阅资料袁对比同类泵的结构及试验数据袁并对泵的结构进行分析袁认为与同类泵相比袁泵轴承体略显单薄袁应加强轴承体刚度袁改进泵振动状况遥随后袁对轴承体重新设计袁通过增加轴承图3轴承支架对比图