核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常原因分析及對(duì)策

核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常原因分析及對(duì)摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)械工業(yè)化的程度也飛速提高，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備正逐步走向復(fù)雜化、高速化、自動(dòng)化。水泵機(jī)組是應(yīng)用非常廣泛的通用機(jī)械，凡有液體流動(dòng)之處，幾乎都有泵在工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)不再滿足于泵的水力性能上，開(kāi)始著重研究泵的振動(dòng)抑制問(wèn)題。核電站的循環(huán)水泵機(jī)組檢修安裝工作是水利工程領(lǐng)域中的重點(diǎn)，已經(jīng)得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。在運(yùn)行期間初期，循環(huán)水泵電機(jī)出現(xiàn)超流現(xiàn)象，后期出現(xiàn)循環(huán)水泵揚(yáng)程不足，同時(shí)會(huì)存在振動(dòng)異常的問(wèn)題，基于此，本文主要對(duì)核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常原因分析及對(duì)策進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：核電站；循環(huán)水泵；振動(dòng)異常；原因分析；對(duì)策引言核電站循環(huán)水泵機(jī)組的重要性較為顯著，但是在實(shí)際運(yùn)行的環(huán)節(jié)中仍然存在一些顯著問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際工程概況進(jìn)行分析，針對(duì)在運(yùn)行過(guò)程中存在故障進(jìn)行科學(xué)的研究，注重做好機(jī)組的拆卸以及安裝工作，加強(qiáng)軸承檢修以及葉片檢修，保證核電站循環(huán)水泵機(jī)組處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。1給水泵再循環(huán)控制典型問(wèn)題汽泵再循環(huán)控制的開(kāi)啟或關(guān)閉對(duì)鍋爐給水流量影響十分明顯，特別是在低負(fù)荷階段，由于鍋爐給水流量較低，再循環(huán)的開(kāi)啟時(shí)機(jī)、開(kāi)啟速率、開(kāi)啟幅度如果掌握不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重威脅機(jī)組安全運(yùn)行。給水泵再循環(huán)控制存在典型問(wèn)題如下。1)再循環(huán)開(kāi)啟速度與汽泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)速度不匹配，影響鍋爐給水流量。降負(fù)荷過(guò)程中，再循環(huán)開(kāi)啟速率過(guò)快，汽泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)速度相對(duì)緩慢，會(huì)導(dǎo)致鍋爐給水流量下降過(guò)快，鍋爐給水流量容易降低至運(yùn)行低限值，同時(shí)易引起水煤配比失調(diào)，導(dǎo)致過(guò)熱度上升，影響安全運(yùn)行。再循環(huán)開(kāi)啟速率過(guò)慢，而汽泵轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷快速下降時(shí)，汽泵流量容易達(dá)到超馳開(kāi)啟值，引起鍋爐給水流量突降，觸發(fā)給水流量過(guò)低MFT保護(hù)，導(dǎo)致機(jī)組非停。2）使用的控制策略單一，控制功能具有局限性。單純采用回滯函數(shù)控制時(shí)，其控制過(guò)程相當(dāng)于帶死區(qū)的純比例控制，控制過(guò)程沒(méi)有對(duì)比例作用的反向抑制環(huán)節(jié)，其收斂性能很大程度取決于滯環(huán)控制中開(kāi)/關(guān)閥門(mén)曲線之間的回差值、曲線斜率及閥門(mén)動(dòng)作速率，參數(shù)調(diào)整不當(dāng)容易引起開(kāi)度與流量之間相互影響，產(chǎn)生振蕩。單純采用PID控制時(shí)，特別是采用固定積分時(shí)間的PID時(shí)，積分作用過(guò)強(qiáng)，在大偏差時(shí)容易引起流量過(guò)調(diào)；積分作用過(guò)弱，流量調(diào)節(jié)緩慢，長(zhǎng)時(shí)間存在控制偏差。3）再循環(huán)手動(dòng)控制，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因再循環(huán)控制效果不佳，為保證機(jī)組及設(shè)備安全運(yùn)行，降負(fù)荷過(guò)程中，運(yùn)行人員往往手動(dòng)開(kāi)啟再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，開(kāi)啟過(guò)早并長(zhǎng)時(shí)間保持較大開(kāi)度，造成耗汽量增大，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)一定影響。2核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常問(wèn)題的對(duì)策2.1葉片檢修核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常問(wèn)題的對(duì)策之一是葉片檢修。葉片檢修主要是對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行的水泵機(jī)組，因受長(zhǎng)時(shí)間、超負(fù)荷或異物進(jìn)入流道等不同工況的影響，葉片會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，給機(jī)組的正常運(yùn)行造成影響，所以葉片檢修也是重中之重。葉片的檢修主要包括汽蝕檢查、葉片裂紋檢查和葉片固定螺栓檢查。對(duì)汽蝕嚴(yán)重?fù)p壞的部分應(yīng)采用抗磨電焊條進(jìn)行堆焊、打磨，并進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，消除不平衡重量。同時(shí)要進(jìn)行葉片裂紋探傷，對(duì)出現(xiàn)的裂紋進(jìn)行補(bǔ)焊處理，延長(zhǎng)葉片使用壽命。對(duì)在運(yùn)行期間出現(xiàn)異常振動(dòng)或異常響聲的水泵機(jī)組，還需進(jìn)行葉片固定螺栓檢查，因葉片和葉輪轂間隙較小，無(wú)法通過(guò)間接方法來(lái)判斷，必須去除螺絲封口的環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)檢查。該站曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)異物進(jìn)入流道，導(dǎo)致葉片固定螺絲損壞的現(xiàn)象，為了保證機(jī)組的正常運(yùn)行，注重加強(qiáng)葉片的檢修，并按照以上方式進(jìn)行處理，針對(duì)葉片存在的異常現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)地解決。2.2制定機(jī)組檢修安裝操作標(biāo)準(zhǔn)核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常問(wèn)題的對(duì)策之二是制定機(jī)組檢修安裝操作標(biāo)準(zhǔn)。提升大型水泵機(jī)組檢修安裝水平需要制定機(jī)組檢修安裝操作標(biāo)準(zhǔn)，注重完善調(diào)試運(yùn)行方法，設(shè)備著色和相關(guān)標(biāo)識(shí)應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行完善，根據(jù)機(jī)組發(fā)生故障的實(shí)際情況選擇最佳的檢修方案。在實(shí)際檢修安裝的過(guò)程中要充分結(jié)合大型水泵機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際情況，各部門(mén)之間加強(qiáng)合作與交流，明確機(jī)組的安裝工藝以及要求，加強(qiáng)對(duì)機(jī)組、附屬設(shè)備以及油、電、水、氣等輔助設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試金屬結(jié)構(gòu)及啟閉機(jī)設(shè)備安裝的過(guò)程中要嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作，針對(duì)在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的糾正，保證水泵機(jī)組處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，以此提升大型水泵機(jī)組的運(yùn)行水平。2.3PID調(diào)節(jié)器參數(shù)及開(kāi)啟速率調(diào)整核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常問(wèn)題的對(duì)策之三是PID調(diào)節(jié)器參數(shù)及開(kāi)啟速率調(diào)整PID調(diào)節(jié)在控制回路中主要用于消除控制偏差，同時(shí)對(duì)前饋控制作用進(jìn)行反向抑制，加速控制收斂。調(diào)節(jié)參數(shù)選擇應(yīng)根據(jù)升、降負(fù)荷工況及實(shí)際流量與設(shè)定值的偏差區(qū)分調(diào)整。升負(fù)荷過(guò)程，隨汽泵轉(zhuǎn)速增加，實(shí)際流量逐漸高于設(shè)定值，在此過(guò)程中逐漸減小積分作用，防止積分過(guò)調(diào)，以平緩關(guān)閉再循環(huán)閥至全關(guān)；同時(shí)減弱比例強(qiáng)度，防止因積分減弱后比例作用引起的閥門(mén)振蕩。降負(fù)荷過(guò)程，汽泵流量逐漸下降，在汽泵流量仍高于設(shè)定值一定范圍時(shí)，采用較弱的比例作用和積分作用，通過(guò)前饋?zhàn)饔眉伴_(kāi)啟速率限制逐漸開(kāi)啟再循環(huán)閥門(mén)，隨著汽泵流量下降，積分及比例作用逐漸加強(qiáng)（主要是積分作用），與前饋及速率限制相互配合，在快速收斂的同時(shí)防止過(guò)調(diào)；汽泵流量達(dá)到設(shè)定值后，重點(diǎn)匹配比例和積分的強(qiáng)度關(guān)系，發(fā)揮PID調(diào)節(jié)優(yōu)勢(shì)，減小控制偏差，保持正常速率，避免因速率限制影響PID調(diào)節(jié)；汽泵流量進(jìn)一步下降至設(shè)定值以下后，進(jìn)一步加強(qiáng)PID調(diào)節(jié)作用并加快限制速率，防止流量下降過(guò)快引起再循環(huán)閥超馳開(kāi)啟。2.4振動(dòng)加速度傳感器應(yīng)用核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常問(wèn)題的對(duì)策之四是振動(dòng)加速度傳感器應(yīng)用。振動(dòng)加速度傳感器屬于物性型傳感器，它具有響應(yīng)時(shí)間短，工作頻率寬的特性。因它采用晶體形式嵌入積分電路，沒(méi)有移動(dòng)部件，所以不會(huì)產(chǎn)生磨損和退化，使用壽命長(zhǎng)，并且可垂直、水平或以任何角度安裝。加速度傳感器體積小，重量輕?？梢赃m用于某些受附加在質(zhì)量影響較大的振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，但其安裝方法和導(dǎo)線敷設(shè)方式，對(duì)測(cè)量結(jié)果有較大的影響壓電式傳感器用于測(cè)量軸承箱體、殼體或結(jié)構(gòu)的絕對(duì)振動(dòng)。2.5蝸室設(shè)計(jì)的應(yīng)用核電站循環(huán)水泵振動(dòng)異常問(wèn)題的對(duì)策之五是蝸室設(shè)計(jì)的應(yīng)用。設(shè)計(jì)不同基圓的壓出室，使葉輪與隔舌的間隙達(dá)到較優(yōu)值。對(duì)水力性能的數(shù)值分析及流場(chǎng)分析使液體流動(dòng)平穩(wěn)均勻無(wú)漩渦，盡可能的減小水力流動(dòng)引起的振動(dòng)和噪聲，從振動(dòng)激勵(lì)源上降低振動(dòng)量值。在以往離心泵減振降噪科研攻關(guān)過(guò)程中，證明不同基圓的壓出室，即葉輪與隔舌的間隙值對(duì)振動(dòng)有影響，因此，本次科研應(yīng)設(shè)計(jì)合適基圓的壓出室，與葉輪相匹配。結(jié)語(yǔ)總而言之，梳理水泵零件的安裝流程，能夠提高循環(huán)水泵運(yùn)行的穩(wěn)定性，優(yōu)化水泵加固結(jié)構(gòu)，可以提升水泵運(yùn)行過(guò)程的可靠性，做好水泵運(yùn)行期間振動(dòng)控制策略，能夠?qū)⑺谜駝?dòng)調(diào)控在合理范圍內(nèi)，做好運(yùn)行維護(hù)管理工作，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題，弱化軸承磨損程度，對(duì)延長(zhǎng)循環(huán)水泵使用壽命有著積極意義。參考文獻(xiàn)侯玉婷,高林,李杰,等.基于給水泵再循環(huán)閥狀態(tài)的給水前饋控制系統(tǒng)及方法：中