中国核电工程有限公司北京100000
摘要：反冲洗泵是核电站的重要辅助设备，其运行状态对核电厂汽轮机和反应堆的冷水系统正常运行有着重要的影响。本文通过昌江核电厂工程的实践，对核电厂反冲洗泵安装过程中出现的问题及治理对策进行了分析和总结，以供后续工程参考。
关键词：反冲洗泵；振动；诊断；治理
前沿
反冲洗（CFI）系统是核电站重要的辅助系统，其主要功能为通过对鼓网的反冲洗，进而保障CRF系统和SEC系统等冷源系统的正常运行。反冲洗泵是CFI系统的核心设备，单台机组布置4台反冲洗泵，分别对应两个鼓网。昌江核电站1号机组有3台反冲洗泵在安装试运行过程中出现了不同程度的振动超标现象，现场相关技术人员开展了大量的工作，经过系统的诊断，最终完成了治理工作。
1、设备安装概况
冲洗泵位于PX泵房内，为立式叶片式离心泵，安装在三个独立的钢筋混凝土基础上，竖直基础尺寸与其他核电项目相比偏高、偏小。根据国标要求反冲洗水泵振动速度应不大于4.5mm/s，厂家技术文件要求振动速度不大于2.8mm/s，1号机组有3台反冲洗泵试车时存在电机非驱动端振动超标现象，其中1PX104PO的振动速度最大，达到4.2mm/s。相关实测振动数据如下：
2、振动原因诊断
泵的振动产生原因大致可分为三大类，机械原因、水力原因、电磁原因。三大类原因又可以分为转子动不平衡、轴承不对中、安装水平度不对、管道强力对口、基础空心、地脚螺栓力矩过大、虚脚、基础刚度不足、流量过大、气蚀、电机磁场不平衡（电机异常）等诸多。因工程现场条件限制，很多数据不能准确获得，对于振动原因的诊断，应充分利用厂家制造试验文件和安装数据，逐一核对、试验来排除干扰因素，进而找到本质问题。
2.1利用制造厂文件
对于转子动不平衡、气蚀等现场很难检测的原因可以采取复核制造文件的方法予以排除。本工程CFI泵动平衡合格标准为：转速1000r/min下，残余不平衡值≤0.92g，经复核厂家制造文件，该设备在制造厂内转子动平衡试验残余不平衡值为0.64g。气蚀标准为≤7.5m，查阅厂家竣工文件里气蚀试验记录为4.75m。
2.2复核安装数据
对于轴承不对中、安装水平度不对、管道强力对口、基础空心、螺栓力矩大等安装直接相关因素，则需要复核安装据。
2.3虚脚检查
虚脚指设备支撑不在一个支撑面上，常因支撑弯曲、倾斜、腐蚀或基板不平整而造成。虚脚会造成设备难以对中，扭曲对中增加轴负荷，从而降低设备性能。其检测方法为使用百分表检查电机支架底板的抬升量，先拧紧所有螺栓，然后松开其中一个螺栓，然后记录百分表数据。接着重新拧紧螺栓，其余每个脚以同样方法测试记录数据。由下表数据可知，此设备存在虚脚现象，需要增加垫片改进数据。
2.4基础刚度检查
基础刚度检查即是检查基础的固有频率与设备的工作频率是否存在共振，查询厂家技术文件泵的工作频率为50HZ，基础固有频率应大于该频率。根据物体固有频率与物体固有特性有关而与初始条件无关的特点，用锤子敲击基础（为防止损坏基础，基础垫枕木保护），使基础作自由振动，使用频谱分析仪即可测量基础的固有频率。得到结果如下表，由此可见设备基础频率与泵的工作频率接近，易产生共振。
2.5流量和电机检查
对于系统介质流量可通过系统流量计或者泵进出口压力差来核实，试运行时保证泵流量在额定工况即可。对于电机的异常现场可以通过万用表、摇表等检查电机线组是否正常即可，之后脱开轴承单独验证电机即可。
3、对策分析
通过检查发现，主要可能的问题为电机虚脚和基础共振，针对上述问题可以制定有效的改进措施，措施的制定应从有效性、可实施性、经济性、时间性四个方面进行评估。
3.1虚脚处理
虚脚是由于二次灌浆引起的，可以选择凿除灌浆层或者增加垫片方法处理。基础凿除至少需要28天，施工复杂。但增加垫片不仅耗时短、且费用经济，易于实施，股有限采取增加垫片措施处理。
3.2对于基础刚度不足问题
根据物理性质，改变基础固有频率需改变基础本身，从工程上来讲就是造一个不一样的东西，措施即是把基础表粗或者改成三脚架之类。可以通过基础重筑、改变基础形状等实现。而重筑基础需要植筋、重新灌注混凝土，施工难度大且工期长费用高。改变形状可以采取增加支撑实现，经济实惠耗时短。综合各评估内容，增加固定支架与斜撑最为有效、便于实施、费用可接受、加固时间较短，故优选增加固定支架为实施对策并保障基础频率显著增大。
4、问题治理
4.1增加垫片消除虚脚
（1）将1、2、3支墩6颗地脚螺栓全松，在电机底座上架设百分表归零；（2）根据厂家力矩值把紧其中一颗地脚螺栓，观察底板变化量（百分表测量）；（3）松开把紧的螺栓；（4）再逐次把紧其他5颗地脚螺栓，进行2）3）部进行测量；（5）根据底板的抬升量进行垫片的下料；（6）增加薄垫片处理虚脚；（7）验证。
4.2增加固定支架与斜撑
根据物理规律可知：物体刚度与物体的形状尺寸、斜撑位置有关。改变基础的形状、增加斜撑将有效提高基础的刚度，提高基础的固有频率，与泵的工作频率相偏离，减少共振的几率。增加固定支架与斜撑后，基础刚度增大，实测基础的固有频率其65HZ，大于设备泵运转频率，降低了共振的几率。
4.3改进后检查
泵基础加固完后，现场开展试车验证工作，对1PX101PO、1PX103PO、1PX104PO进行带载试车，试车时间2个小时，待设备运转平稳后进行数据采集取设备振动的平均值，电机非驱动端的振动速度最大值为2.3mm/s，小于厂家要求值2.8mm/s。
经过4个月左右时间的分析和处理，反冲洗泵达到了安装文件的要求，为后续机组的热式的顺利进行创造了条件。
5总结
本文通过回顾昌江核电反冲洗泵的治理过程，分析了离心泵振动产生的原因，总结了一些处理离心泵的处理经验。
当然，泵的振动原因分析及诊断不仅仅限于上述分析，泵振动产生的原因多种多样。它与设备的制造水平、安装环境、安装质量、运营水平等多个方面有着密切的关系，每一个环节都可能造成振动异常，故我们在安装前要认真消化厂家EOMM手册，制定合理的安装工序，并严格控制安装过程，保障各项数据真实有效。对于泵的振动因素分析，还有频谱分析法等先进的分析方法，此方法需要先进的仪器和专业的操作人员，有关工作者可以从此角度开展一些研究工作。
参考文献
1、反冲洗泵电机性能试验报告佳木斯电机有限公司；
2、反冲洗泵设备安装程序上海阿波罗机械股份有限公司；
3、反冲洗泵性能试验报告上海阿波罗机械股份有限公司。