1、設備簡介
1.1設備概況
海陽核電廠一期工程使用了六臺長軸深井泵，該泵位于循環水系統，過流介質為海水，功能是為鼓型旋轉濾網提供沖洗水，保證進入鼓型濾網中的雜質和海生物被及時沖走，從而使清潔度高的海水進入下游的循環水泵。長軸深井泵均設置在循環水泵房外的海水取水口平臺，從鼓型濾網水池中吸入海水，出水口配置了反沖洗過濾器和截止閥，同時外接工業水在啟泵時為泵的盤根提供冷卻水。
1.2長軸深井泵和配套電機參數
長軸深井泵共有五級葉輪組成，生產廠家為：蓋州水泵廠，參數見下表：
泵型號 300JCW240*5
流量 240m3/h
揚程 45m
重量 2450kg
長×寬×高 11100×640×640
轉速 1460r/min
傳動軸數 共7根軸
電機配有防逆轉裝置，生產廠家為：上海響當當，參數見下表：
電機型號 YLB-250-1-4
電壓 380v
電流 85A
功率 55kw
轉速 1460r/min
重量 750kg
結構 電機為空心軸，泵軸插入電機并由鍵傳動
1.3水泵運轉過程中振動值超標
長軸深井泵在運行過程中，出現振動超標并異常跳機現象。振動值高達6.5mm/s，同時還發出“鐺鐺”響，泵運行電流超過103A，長時間超電流運行使空氣開關動作而跳機。根據國標GB10889-89《泵的振動與評價方法》：泵的振動≤2.8mm/s合格，泵振動超標且出現明顯異常。
2、造成泵振動的關鍵問題和處理方法
在對深井泵解體檢修時，發現一些問題，結合這些問題，我們進行了深入的分析，并推斷出造成泵振動超標和跳機的根本原因，同時針對相應問題提出了處理方法并付諸實施，取得了較好的效果：
2.1筒體連接螺栓遺失
外筒體的連接螺栓或螺帽有部分遺失情況(見圖一)，五節外筒體共 40顆螺栓中18顆遺失螺帽或螺栓，連接螺栓用于緊固外筒體形成海水流通的流道，螺栓的缺失將直接導致護管和中間支架間產生2-3mm張口，并對泵的運轉產生惡劣影響。首先，張口直接導致海水介質的泄露，造成泵的出力不足，出口壓力明顯下降;其次，五級外筒體產生的張口將最終累積到葉輪導流殼處，造成導流殼和轉子部件不同心，導流殼直接落在葉輪上產生磨損，轉子部件的軸系和銅軸承之間產生偏磨。葉輪導流殼的劇烈磨損將導致軸功率的增加，電流超過103A;銅軸承的嚴重偏磨會使軸系甩動加劇，泵體劇烈振動并發出“鐺鐺”異響。
處理方法：針對螺栓脫落的問題，我們采用了尼龍防松螺母，在螺紋的底部處嵌入尼龍彈性墊圈來增大摩擦力，同時采用十字交叉法分三次將螺栓的力矩緊固到300NM，使螺母連接緊固，防松可靠。
2.2泵的導軸承劇烈磨損
泵的中間支架導軸承磨損嚴重，雙邊磨損量最高達到4mm。導軸承選材為銅，金屬銅具有：摩擦系數高、傳熱性好、抗干磨能力差的特點。導軸承用來徑向約束泵的5根長軸，使泵的軸系垂直，提高運轉過程中軸系的穩定度。水泵在運轉過程中，軸和導軸承之間將不可避免的產生滑動摩擦，銅的摩擦系數比石墨、橡膠、賽龍、聚醚醚酮高，在海水環境中將快速磨損，當軸和軸承之間單邊間隙超過1mm時，泵的軸系將在運轉過程中形成紡錘形甩動，泵會表現出振動超標的現象。
處理方法：將導軸承更換成賽龍軸承，將軸承和軸之間的單邊間隙調整在0.20mm左右。由于賽龍軸承具有摩擦系數低、傳熱性差、抗干磨能力好(干起動30S)、承載能力強等特點，且在海水系統中被大量使用驗證，可以很大程度上延長導軸承的使用壽命，保證設備的可靠性。
2.3導軸承未設計防止轉動和墜落的結構
導軸承外徑和軸承體支架內徑之間僅靠過盈配合定位，未設計防止導軸承轉動和墜落的結構，從而增加了導軸承磨損脫落失效的風險。沖洗水泵運轉時，由于轉子的動不平衡使得軸沿著軸系中心甩動，軸在甩動過程中不可避免的和導軸承之間產生滑動摩擦，導軸承在摩擦力的作用下轉動起來，并和中間支架內壁間產生滑動摩擦，導軸承的外圓將迅速磨損，由于缺少導軸承的防脫落設計，導軸承外圓會急劇磨損、外徑減小并脫落下來，此時導軸承對軸系的徑向支撐作用已失效，整個軸系由于導軸承的脫落將產生更大的甩動，表現在泵體上為振動嚴重超標、噪音巨大，并跳泵。
處理方法：在軸承體支架內壁上設計凸臺，使軸承安裝上后剛好落到凸臺上，在軸承體支架上鉆兩個定位孔，攻M8的螺紋，并擰上緊定螺釘，將軸承體軸承緊固在中間支架上，見圖二，通過這種設計可以防止軸承的轉動和脫落，防止軸承失效。
2.4軸彎曲度超標
對電機軸、傳動軸、葉輪軸進行彎曲度檢查發現彎曲度超標，結果如下：
第三根軸中間處彎曲值 0.12mm
第四根軸中間處彎曲值： 0.20mm
經咨詢廠家泵軸的彎曲度應當≤0.08mm。以上兩根軸彎曲度超標嚴重，將使泵的口環和密封環在轉動過程中產生摩擦，同時軸系產生振動。
處理方法：更換新泵軸，新泵軸的跳動值應保證在0.04mm以內。如果沒有新泵軸的備件，可以考慮使用直軸工具進行直軸。
2.5水泵底座水平度不符合標準
沖洗水泵底座縱向橫向水平度在0.8～1.0mm/m之間，泵井下垂直長度達11米，均為懸空掛置，底座水平度的偏差導致揚水管垂直度越往下偏差越大，水泵運行過程中必將產生揚水管和軸的振動。揚水管的垂直度偏差過大還會在水泵運行過程中產生交變應力，嚴重時會引起揚水管的斷裂或者脫落。
處理方法：沖洗水泵在其揚水管的總長度范圍之內，其垂直度誤差應當控制在±2mm的范圍之內，所以泵座的縱向橫向水平度應當在0.18mm/m范圍內。在回裝泵體時用0.02mm/m的水平儀將泵座的水平度調整到0.10mm/m左右，保證泵懸空部分的揚水管的垂直度偏差在標準范圍之內。
3、其他影響設備正常運行問題
3.1擋沙環腐蝕嚴重
檢查擋沙環外觀發現，內壁和端面被海水沖刷侵蝕嚴重，表面有大量的坑蝕和銹跡，已經失去擋沙性能。由于擋沙環的材質為316，耐海水腐蝕能力較弱，需要重新選擇耐海水腐蝕材料來制造擋沙環。
處理方法：聯系廠家考慮海水腐蝕性較強的情況，選擇雙相不銹鋼為材料來加工新擋沙環 。
3.2泵提升量調整過大
在裝配完成后需要調整提升量，通過旋轉泵上端的提升螺母將泵轉子部件提升5-6mm，使泵的葉輪處于導流殼內軸向的中間位置，泵的工作效率較高。但實際裝配人員誤將提升量調整到了10mm，使葉輪的上蓋板和導流殼下端面直接接觸，動靜部件間產生嚴重磨損。
處理方法：我們更換了磨損量嚴重的葉輪和導流殼，并在泵裝配完成后將泵的提升量調整到5-6mm，使泵的動靜部件之間分離，保證泵能夠正常、高效運轉
3.3海水倒灌污染外接冷卻水
盤根外接冷卻水管路上未設計逆止閥，導致啟泵后自潤滑管路中海水倒灌回外接冷卻水管路，污染外接冷卻水源。泵啟動前需要先開啟外接冷卻水的隔離閥，將冷卻水注入盤根和護管中，待盤根和護管中導軸承充分冷卻后再啟動泵，泵啟動后海水通過出水口自潤滑管路接入到冷卻潤滑水管路上。由于泵出口海水的壓力為0.4MPa，遠高于外接冷卻水的壓力，在未關閉隔離閥之前，部分海水將順著外接冷卻水管倒灌并污染冷卻水源，造成其它系統回路中氯離子含量超標，加劇電化學腐蝕，對其它系統造成不可逆的傷害。
處理方法：在外接冷卻水源的系統管路上增加逆止閥，使得水只能夠單向流動，徹底防止海水倒灌后污染外接水源。
4、維修過程中良好實踐和預防措施
泵裝配完畢后對泵進行抽水試轉，水泵的出水口壓力穩定在0.5MPa，振動≤2.8mm/s。運行人員應加強對水泵的日常巡檢，如果發現水泵運行振動、聲音異常，立即停止水泵的運行，并通知檢修人員對水泵的故障進行檢查、處理。
泵由于室外放置，長時間停機不運轉會造成泵內零部件的銹蝕，同時大量的海水鹽結晶會出現在動靜結合的縫隙處，應當定期將泵切換運行，提高泵的使用頻率，同時能及早發現泵的缺陷，有利于機組的安全穩定運行。
大修時應當選擇至少兩臺運行情況較差的泵做解體大修，保證泵的導軸承得到及時更換。
建立完備的備件庫存保障，確保有充足備件，例如：軸、導軸承、殼軸承、擋沙環、O型圈、油封。
