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1、电厂给水泵故障分析与检测摘要：电厂给水泵是主要的锅炉给水增压机械,也是主要的锅炉辅机之一。因其工作环境差（流量大、水温高、速度高、压力变化大），其发生故障的机会也随之增大。所以，对给水泵的在线监测就变得尤为重要。本文着重介绍了给水泵汽蚀原因分析、诊断故障的方法以及采取的相关措施。关键词：给水泵故障诊断原因分析一、前言在火力发电机组系统中，给水泵是系统重要的辅机之一。给水泵是把外源驱动能传递给流体。使流体压力增高动能增加。在火力发电机组中承担凝结水增压、驱动凝结水输送的作用。通常电厂给水泵工作在高温、高压、大流量状态下。其工作状况对整个电厂系统运行的安全性和经济性具有重要影响。国外
2、许多电厂都建立了给水泵运行工况振动和故障诊断制度。然而，国内在这方面还不够重视，对其运行的振动监测手段、故障诊断技术和诊断设备研究甚少,仅停留在定期巡回检测振动电平及事后事故分析的低层次阶段[1]。而振动又是诱发金属疲劳的主要因素。美国电力研究所(EPRI)进行的调查表明:大型电站锅炉给水泵故障率高达30%以上,而且泵越大,故障率越高,也反映了泵向强力化发展是故障率高的原因之一[2]。因此，逐步完善对设备的故障检测与诊断体制，可使电厂安全性和经济性得到提高。近年来，以节约厂用电为目的的变频调速技术由于节电效果明显得到迅速推广。但进行改造中也存在一些问题。如水泵固有频率进入变频器的
3、工作频率区引起共振现象、泵轴发生断裂或损伤等情况。直接影响到机组的安全经济性运行[3]。二、锅炉给水泵故障分析给水泵在运行过程中振动大小反映给水泵工作效率的高低,因而以给水泵在正常工作时振动幅值的变化分析确定最佳运行参数。另外,振动过高会降低给水泵零件的使用寿命,导致轴、轴承、密封及叶轮等过早损坏。严重时可能造成地脚螺栓拔断、入口接管震裂或入口法兰螺栓震裂等问题,迫使泵组非计划停机,造成严重损失。利用振动监测系统可及时发现和识别这些异常振动现象,通过振动发展趋势观察分析,密切注意振动的变化,对泵组运行工况进行调整并采取其他措施,控制或减小振动。对泵组振动不断增加的情况,及时进行停
4、泵操作,避免发生重大事故。给水泵的振动机理及表现形式较为复杂如基础刚度不足、紧固件松动等支承部件缺陷将导致不稳定振动。同步振动幅值大且机理复杂,最常见、最重要的振动成分有[4]:1、轴承油膜振荡;2、结构共振;3、自激振动;4、水力引起的低频振动;5、转子不平衡;6、热变形导致的轴弯曲;7、部件的偏转;8、由于叶片间的不平衡引起的水流模式和水流量造成的水力不平衡;9、由于不对中产生的振动10、轴承纹裂11、动静碰磨、转子裂纹;目前，国内对给水泵转轴、汽轮机转轴等重要旋转部件的振动检测以及频谱分析过了大量的工作。为有效的检测给水泵的振动提供了有效的方法。给水泵除了具有大型旋转机械常
5、见的一些振动问题,如转子不平衡、轴中心不正、动静部件之间摩擦、滑动轴承故障外,还具有一些与泵的工作原理有关的特殊振动现象,最主要的是水泵内部流体的汽化现象引发的振动。给水泵入口压力低于流体当时温度下的汽化压力时,流体发生汽化,在流体内产生气泡,在叶轮通道内随着压力增加,气泡破灭,周围液体在向气泡中心流动时将产生强烈冲击,造成部件被冲蚀及产生强烈振动。水泵汽蚀是水泵损坏的重要原因，也一直是制约水泵发展的一大难题。汽泡的产生改变了流道内的速度和流线分布，使泵的出力下降、扬程降低，引起水泵的振动，产生噪音，严重影响水泵的效率和使用寿命。长期运行，叶片和水泵轴回产生高周疲劳，严重时到时叶
6、片折断或泵轴断裂（图1），引发重大事故。其经济损失无法估量，尤其是严重威胁着职工人员的生命安全。如何以简单的方法和较高的准确率及时预报泵的各种故障，仍是困扰过内外泵专家和工程技术人员的一大难题。可见在众多故障中，汽蚀是图1.泵轴断裂断面图尤为显著和常见的问题之一。当水泵工作时，如果泵内某点压力降低到工作温度下的汽化压力，水就大量汽化，同时，原先溶解在液体中的气体也自动逸出。当充满了水蒸气和溢出气体的气泡随水流进入叶轮流道高压区时，因为气泡内是汽化压力，而气泡外面水流的压力却比较大，气泡在周围高压的作用下突然被水压压破，在气泡破裂的瞬间，水流因惯性以高速向气泡中心冲去，在气泡闭合区
7、内产生强烈的局部水锤现象。试验证明，此种水锤所产生的冲击频率可达2万次/min～3万次/min之多，并且集中作用在极微小的面积上，压力可达到几十兆帕[5]。在如此巨大的压力频繁作用下，金属会由于局部疲劳而破坏，通常把这种破坏称为剥蚀。除机械冲击外，在所产生的气泡中还夹杂有一些活泼气体（如氧气等），借助气泡凝结时所放出的热量对金属起化学腐蚀作用。机械腐蚀和化学腐蚀的共同作用更加速了金属的损坏速度，这种现象便称为汽蚀现象。以下也着重围绕汽蚀这一问进行探讨。二、汽蚀的危害1、水泵在运行
