核电厂常见离心泵故障分析与处理

核电厂常见离心泵故障分析与处理

陈超

核工业工程研究设计有限公司 北京 101300

【摘要】：离心泵在核电厂主回路、辅助系统和非核辅助系统中均有应用。对于核电厂的大型重要离心泵，常见故障一般在该设备的使用维修说明书中有详细介绍，并配备有完善的专用设备来自动检测故障。但对于一般常见离心泵，不具备这些条件，需依靠对离心泵的结构的认知和运行维修经验来分析判断故障，并进行处理。本文对核电厂常见离心泵故障和解决方式进行分析总结，以期对离心泵运维人员提供有益参考。

【关键词】：离心泵；振动；停机；故障分析

引言

离心泵的工作原理是用叶轮叶片对流体做功，使流体经过叶轮后的压能和动能都得到升高，将流体输送到高处和远处。离心泵工作中，叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地由叶轮吸入和排出。离心泵有大流量，高压头的特性，被广泛应用于工业生产中。

在核电厂，离心泵广泛应用于各个工艺系统中，地位十分重要，操作和维修必须准确、严谨。离心泵的错误操作或是离心泵故障分析错误不仅影响到泵的使用寿命，造成离心泵所在系统的瘫痪，甚至导致整个电厂的停运，对人身和财产安全造成威胁。只有掌握离心泵常见故障的产生原因，才能在离心泵操作及故障分析中避免盲目性的决策，以确保核电厂安全、可靠、经济地运行。

一、核电厂离心泵使用基本情况

在核电厂的设备中，离心泵对核电厂的正常、安全和可靠运行具有极为重要的作用。在核电厂内离心泵的使用量大面广，在核电厂的大部分工艺系统中均有应用。以CPR1000项目为例，4台1000MW机组中共有各类离心泵600余台，为各个工艺系统提供动力源。在核电厂40-60年正常运行期间，离心泵是需要维护的主要设备，在维修费用中占有很高比例。正确的操作离心泵和合理准确的故障分析及解决，对核电厂安全运行存在极大影响。

二、常见离心泵故障分析

离心泵一般用电动机带动，在启动前需向泵壳内灌满被输送的液体，启动电动机后，泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着转动，在离心力作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达15-25m/s，即液体的动能也有所增加。液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高，于是液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。离心泵通常由叶轮、泵体、轴封装置、平衡装置、传动装置组成。

泵的常见故障，分为机械故障和水力故障两类。泵不运转、轴承过热属于机械故障，流量不足、发生汽蚀等为水力故障。

1. 离心泵振动常见原因及消除措施

离心泵振动一般由泵轴弯曲、轴承磨损、机组不同心、轴承和轴颈磨损或间隙过大、流质中混入空气、水泵发生汽蚀、设备基础刚度差或地脚螺栓松动、水泵叶轮局部堵塞或叶轮破损等原因造成。

针对上述原因引起离心泵振动，我们通常可以通过修理或更换泵轴、调整或更换轴承、重新调整机组同心度、修理轴颈、改善吸入水位、加固基础、紧固地脚螺栓、拆卸泵壳并排除异物以及更换叶轮等方法来解决。

2. 离心泵无液体提供或供给液体不足常见原因及消除措施

离心泵无液体提供或供给液体不足的常见原因一般为泵启动前未适当排气、启泵后从填料处或排出阀以及管道连接处吸入空气、吸入阀关死、过滤器或吸入管堵塞、叶轮内有异物、叶轮损坏、叶轮旋转方向相反、泵转速过低等。

针对上述原因引起离心泵无液体提供或供给液体不足问题，常见处理措施为检查泵壳和入口管线是否全部注满液体、压紧或更换填料密封、增加填料密封水量、提高排出阀密封性、找出泄露部位并紧固法兰螺栓、检查吸入阀启闭状态、拆卸过滤器或吸入管并清除异物、拆卸叶轮并清除异物、拆卸更换叶轮、检查电机配线并正确连接、检查电机电压是否正常或者透平的蒸汽压力是否正常等。

3. 离心泵启动后频繁停机的常见原因及消除措施

离心泵启动后频繁停机的常见原因一般为管系吸程过高、叶轮或管线堵塞、入口管线泄漏、填料函中的填料或密封磨损导致空气漏入泵壳、泵壳密封垫损坏等。

针对上述原因引起的离心泵启动后频繁停机，一般可以通过检查入口管线是否规格过小或管线过长造成压头损失过大、检查并清理堵塞物、检查入口管线有无空气泄漏、检查填料或密封并按要求更换、检查润滑并按要求更换、检查密封垫并按要求进行更换等方法来解决。

4. 轴承温度过高的常见原因及消除措施

造成离心泵轴承温度过高的常见原因为泵轴弯曲、联轴器或泵与驱动装置不对中、轴承磨损、泵壳上管道的应力太大、润滑剂过多、轴承箱缺油或润滑油变质等。

针对上述原因引起的离心泵轴承温度过高，一般常见处理措施为校直轴或按要求进行更换泵轴、检查对中情况并重新对中、更换轴承、解除管道应力约束并在配管消除应力后重新对中、拆下堵头查看并排出多余润滑剂、及时添加油脂或更换润滑油等。

5. 填料函过热的常见原因及消除措施

造成离心泵填料函过热的常见原因为填料函中的填料或密封磨损、填料函中的填料不足或没有正确塞入跑合、填料过紧、机械密封损坏、轴套刮伤、填料的密封水压力过大、填料的密封水流量不足等。

针对上述原因造成的离心泵填料函过热问题，一般可以通过检查并按要求更换填料或密封、重新装填填料函、检查并按要求更换机械密封部件、降低或提高填料密封水压力到规定值等常规方法解决。

6. 转动部件转动困难或磨擦的常见原因及消除措施

造成离心泵转动部件转动困难或磨擦的常见原因是离心泵泵轴弯曲、耐磨环之间的运行间隙不正确、泵壳上管道的应力过大、轴或叶轮环摆动过大、叶轮和泵壳耐磨环间存在异物等。

针对上述原因引起的离心泵转动部件转动困难或磨擦问题，一般可通过校直泵轴或按要求进行更换泵轴、检查间隙并按要求更换泵壳或叶轮的耐磨环、解除管道约束并消除应力后重新对中、检查转动部件和轴承、按要求更换磨损或损坏的部件、清理检查或更换耐磨环等常规方法解决。

结束语

离心泵的故障产生原因是多方面的，泵健康水平和可用率直接影响电厂运行和核安全，故巩固和提高核电用离心泵的相关知识及维修技术是十分必要的。本文主要介绍核电厂常见离心泵的故障类型及消除措施，仅供相关从业人员参考。

参考文献

[1]陈乃祥、吴玉林.《离心泵》，第1版，机械工业出版社，2003

[2]魏龙.《泵维修手册》，第1版，化学工业出版社，2009年出版

[3]黄希贤、曹占友.《泵操作与维修技术回答》，第2版，中国石化出版社，2005