1 概况
在田湾核电5、 6号机组常规岛设备单体调试过程中,多次出现泵类设备振动异常问题,如果泵振动问题不能有效消除,将不能交付系统调试运行;本文通过定子冷却水泵、汽轮机辅助润滑油泵、电动主给水泵、消防水泵等几种典型设备振动问题的处理过程,总结了常见泵类设备振动的处理方法;作为核电项目总承包方,我们将通过不断的总结积累经验,把设备振动治理技术有效的方法,传递到其它核电项目,从而实现工程管理增值的目标。
2 泵振动问题产生的原因及初步应对措施
泵在试车时振动不合格产生的原因主要有设备制造出场验收是在标准平台检验,振动数据在合格下限,安装环节质量控制不到位,泵体共振,电机缺项或接线不良,联轴器对中不满足要求,系统管道连接扭曲,设备基础不平等。表1中列出了可能引起泵组振动的因素,并对引起泵组振动处理方式进行了归纳,详见表1。
表1 引起泵组、振动初步原因分析及应对措施 3 水泵振动检验标准的确定
《机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动GB/T6075.3—2011/ISO10816-3:2009》,振动烈度区域分类(额定功率大于300KW并且小于50MW的大型机器;转轴高度H大于315mm的电机),该标准对振动速度准则做了更细致的规定,增加了振动位移评价设备健康状态的新准则。
4 三个阶段治理方法在核电厂建安阶段的应用实例
泵类设备振动可以用三阶段治理方法处理:一阶段处理法,按照标准泵体找平对中,电机绕组电流测试、连接管道支架调整的基本治理方式基本能消除泵类设备90%以上振动问题;二阶段处理法,通过局部加固基础、改变固有频率、电机在线动平衡等方式进行振动治理。三阶段处理法,前面两个阶段不能解决,只能从泵自身找问题,通过专业振动治理机构进行振动治理,采用专业仪器进行分析,找出产生振动频率增加的共振点,来解决泵组振动超标的问题;泵振动治理周期有长有短,是一项需认真细致对待的工作,过程的每项数据都要认真分析。泵组振动治理三个阶段
4.1第一阶段常规振动治理方法
1、定子冷却水泵、电机振动一阶段治理方法
6号机组定子冷却水泵电机现场试车时发现振动超差,振动值2.8mm/s,合格标准1.8mm/s。通过第一阶段治理方法。治理过程见表4。
表4定子冷却水泵一阶段治理过程4.2二阶段泵振动治理方法
1、采用一阶段常规治理模式
电机拆除检查:结合面清洁度检查、磕碰损伤修复,油箱法兰面水平度检查调整,结合面间隙检查,联轴器端面瓢偏度及圆周跳动检查,联轴器中心开口及外圆偏差检查。紧固力矩验证检查。以上检查内容检查处理完成合格后重新试运,振动超差。排除润滑、虚脚、装配、力矩等问题提后根据振动特性初步判断,可能是电机底座刚度不足引起共振。
2、二阶段治理方法
现场润滑油主油箱已注油,现场不具备油箱内部加固条件,采用加固方案,将电机体用抱箍抱紧,在三个方向用拉杆固定,保证电机刚度进行加固,试转振动超标。电机出厂已完成试运合格,在现场不满足进行动平衡测试条件,在电机体用抱箍抱紧上在电机接线盒反方向(Y方向)加配重块,使电机体在各个方向重量平衡,试转振动合格。
3、电动给水泵电机振动二阶段治理方法
4.3三阶段振动治理办法:
1、 三阶段泵振动治理的要点
通过二阶段方式仍解决不了泵组的振动问题,可以进行三阶段专业性振动治理;安排专业振动治理机构进行振动治理工作,治理的要点需要在线振动监测数据、专业仪器监测数据进行分析,找出产生振动影响的原因,从而解决泵组振动超标的问题。
3、 消防泵振动治理
5M1JPP001PO泵组进行振动测量,1号消防泵驱动端水平方向(3H)振动最大,为3.53mm/s,其它测定点振动合格;发现振动问题后,经过泵组重新找中、更换垫片、复查地脚螺栓力矩等初步措施。后对1号消防泵振动做过4次初步处理后振动测量,3H振动数据仍波动较大,基本维持在3.0mm/s到5.0mm/s之间;排除泵组虚脚、润滑不良、设备、动静碰磨等问题。对消防水泵L型支架进行更换,更换支架后,振动值整体略有上涨,维持在5.0mm/s 左右。1号消防水泵换回原装支架,3H振动值超过了6.0mm/s。之后几次测量5M1JPP001PO泵组3H振动,不外加支撑时振动基本维持在6.0mm/s以上。二阶段振动治理无法解决振动问题,经西安热工院进行在线诊断,进入三阶段系统性解决振动问题。
(3)三阶段振动分析治理:
西安热工研究院采用在线振动诊断技术,全面检测了系统管道、基础及泵组的振动值。通过数据分析结论初步认为:管道振动大、泵组支撑薄弱需要加固,对应加固方案如下:第一种在泵组入口增加支撑,减小管系及泵组振动。第二种方案在更换L型支架形式,在不改变系统设计的前提下通过局部增加泵体刚度的方案。使用焊接的方式对泵组支撑板的刚度进行了斜支撑加强。加固后3H测点振动基本维持在3.48mm/s上下波动。从系统全面考虑,在不影响工期及不影响泵运行期间的安全问题的前提下,3.48mm/s的振动值是可以接受的,经过厂家确认,可以按照4.5 mm/SB级振动值进行考核。
5总结
通过对5、6号机组调试阶段泵类设备振动问题的分析与治理实践,三个阶段治理方法取得了良好的成果,有效解决了定子冷却水泵、消防水泵、GGR润滑油泵、消防泵的振动问题。确保了5、6号机组各节点的实现,振动治理过程未影响关键路工期。同时有效节约了费用。
【参考文献】
[1] 周正平.田湾核电站旋转机械振动管理[J].能源技术与管理,2014.39(2):122-124.
[2] 陈伟.工业泵选用手册[M]. 北京:化学工业出版社, 2010. 474-475.