锅炉给水泵出口管道振动原因分析及对策

【摘 要】通过对锅炉给水泵出口管道振动的分析和现场勘查，逐一排查锅炉给水泵管道出口振动的原因，提出了相应的可行性方案，达到了预期的效果。

【关键词】给水泵；最小流量再循环阀；振动

1 前言

河北敬业集团西柏坡新能源项目2×50MW煤气发电三期工程3台主给水泵使用的是郑州电力机械厂100SB-P型锅炉给水泵，该泵为单壳体、分段式、多级离心泵。转子依靠位于轴承内的两个滑动轴承支承，轴承采用强制；平衡结构由平衡盘、平衡套及推力轴承组成，用以平衡轴向推力；轴封采用螺旋密封结构形式，在水封体处加了两道填料作为停泵时的辅助密封，冷却方式为外部冷却水冷却。锅炉给水泵主要性能参数见表1。泵结构示意图如图1所示。

2012年11月，根据客户反馈情况，1#、3#机组再循环管道运行时，锅炉给水泵出口管道振动幅度大，最小流量阀再循环口满开仍不能消除振动，影响整个机组设备的稳定运行。锅炉给水泵出口阀门稍许调节，管道振动减小。现场实地勘查运行状况，客户订购3台100SB-P型定速泵在现场变动为两调一定，1#、3#机组增加变频器更改为调速运行，锅炉给水泵的运行工况发生改变，泵管道振动幅度大。

2 锅炉给水泵再循环管道

2.1 再循环的作用和流量

来自除氧器水箱的给水是饱和水，给水经过给水泵时，高速旋转的叶轮与给水的摩擦对给水有加热作用。尤其在机组起动及低负荷时，水流量小，这种加热作用会增大。给水被加热后易于汽化，继而会引起给水泵的汽蚀。在小流量下工作的给水泵还会发生振动和噪声。为了保证给水泵在低负荷下的正常工作，在给水泵的出口处都设有最小流量再循环管。当机组在起动或低负荷运行时，最小流量再循环阀自动打开，一部分给水从旁路直接打回除氧器，增大给水泵流量，避免给水泵汽蚀。一般选择再循环流量为给水流量的25%～30%，以维持给水泵安全运行所要求的最小流量。

2.2 最小流量再循环阀的结构和工作原理

给水泵最小流量再循环调节阀是一种防空化的多级节流调节阀。采用串级式多级节流结构，阀芯多级节流，由电动执行机构带动阀杆拉升阀芯，阀芯套上钻有均匀排列的节流小孔，阀芯在阀芯套里上下运动，通过改变节流口通流面积改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制。节流面与密封面分开，阀芯，阀芯套和节流孔板经硬化处理，阀芯和阀座成分子级咬合，关闭严密。最小流量再循环阀结构图见图2。

流体逐级降压，引入迷宫思想，流体方向不断改变，相互对冲，能量相互抵消，增加流阻，在密封面处速度大为降低，出口接管内设置一对节流孔板，以改善流体流动状态，又保证了压力不低于饱和压力，减弱冲刷，避免了汽蚀的产生。

3 锅炉给水泵出口管道振动原因分析

借鉴以往管道振动的经验，锅炉给水泵运转时管道可能出现的原因，大致可以从以下几个方面考虑。

3.1 汽液两项流动引起的管道振动

由于设计安装不良或运行操作不当，在设备运行时管道内部产生存在大量气体，如不能及时排出则产生汽液两项流，两相流流动时，其汽水对管道产生的冲击，从而引起振动。

3.2 给水泵汽化引起的振动

给水泵进口压力低于进水温度对应的饱和压力时，以及出口流量小于泵的最低流量时，即要产生汽化。给水泵汽化时，给水泵出口压力、流量下降或晃动，泵体及管道发生噪声和异常振动，给水泵电机电流下降晃动。

3.3 设备工况变化

现场1#、3#机组锅炉给水泵更改为变频调速运行，运行工况发生改变。当转速调至2000转时，流量降为满负荷流量的2/3，扬程压力降为满负荷压力的4/9，压力下降的趋势比流量更快。在压力下降一定值时，流量下降的少了，水流拥堵在最小流量再循环口处，造成水流流动不畅，进而造成管道振动。

4 可行性方案

根据对锅炉给水泵的管道振动原因的分析，考虑到下面两种方案：

（1）在再循环管道上增加旁通管路，旁通管路上设有一个截止阀来控制流量。该方式可以使水流通畅，解决管道振动的问题。但由于截止阀需要手工开启关闭，不能实现量化控制，造成效率低下。如在旁通管路上增加一个电动截止阀，则需要额外增加一组数据线路，将电动截止阀数据信号连回主控室，以实现现场控制。

（2）依照现场实际运行工况，根据给水泵的性能曲线，找出在转速为2000转时的工况点，核算该工况下的最小流量及泵进、出口的压力值，与现场的实际参数做出比对。由阀门厂重新设计计算过流面积和过流大小及节流形式，增加最小流量阀过流孔径及过流面积，以配合机组调速稳定运行。该方案须重新购买最小流量再循环阀。

综合考虑现场可能实施的条件和方案的经济性，为保证机组长期稳定运行，经过协商，选择重新购买最小流量阀，实现主控室自动控制调节。

5 结论

根据分析并结合实际运行情况，采用更换最小流量再循环阀的办法，泵在启动后，对管道振动情况进行检测，管道振动幅度减小，在调速运行时，趋于稳定。

参考文献：

[1]关醒凡. 现代泵技术手册 [M].北京：宇航出版社，1995

[2]尚阳峰等.锅炉给水泵事故原因分析及修复措施[J].化肥设计，2006（8）.

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