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摘 要：火电厂设备的正常运行是电力生产过程安全高效进行的前提。给水泵是锅炉给水增压的主要设备，它是锅炉主要的辅机之一，该设备一般运行在大流量、高水温、高速度、大压变的环境中，发生故障的可能性很大，给水泵的故障直接影响锅炉给水的供应，从而影响电厂的发电过程，严重的甚至会使机组停机。为此对给水泵故障进行分析和检测是燃煤电厂需要考虑的一个重要问题，本文分析了给水泵常见故障，并且为故障的处理提供了相关措施。
关键词：给水泵；故障分析；检测；火电厂
一、前言
给水泵作为火力发电机组系统中比较重要的辅机，且给水泵常运行于较恶劣的环境环境中，它的正常运行直接关系到燃煤机组锅炉的正常运行和发电过程顺畅。给水泵的故障多种多样，常见的故障是给水泵汽蚀，汽蚀常常使给水泵的震动增强，而给水泵的振动又往往会诱发金属疲劳，从而造成设备运行故障。根据美国电力研究所进几年对给水泵故障进行的调查表明：大型电站锅炉给水泵故障率高达30 %以上，而且泵越大，故障率越高，也反映了泵向强力化发展是故障率高的原因之一[2]。另外，为了实现电厂的节能减排，变频调速技术在电厂得到了应用和推广，但是这些改造并不是一方风顺的，例如给水泵变频过程中泵的固有频率与变频器的频率将会引起给水泵的共振，直接导致泵轴的断裂和损伤，对电力生产过程造成的破坏是不可估量的[3]。因此，不管是新老机组，逐步实现和完善给水泵的故障检测与诊断体制，健全给水泵的检修方法，为实现电厂的安全和经济的运行有很大的作用。
二、锅炉给水泵震动
给水泵在运行过程中，最常见的故障是汽蚀问题，给水泵的汽蚀常常导致给水泵及其相连设备的震动，引起金属疲劳，甚至是一些结构断裂，引起发电过程中不想遇到的故障。此外，给水泵的汽蚀还常常会引起噪音过大，降低给水泵的使用寿命，并且给水泵的汽蚀会使给水泵的运行效率降低，给水泵的扬程降低。
如上所述，汽蚀常常会引起给水泵的震动，震动的检测可以直接确定给水泵的故障与否，并且给水泵在运行的过程中，通过震动的大小也可以确定给水泵工作效率的高低，所以对给水泵震动的检测和分析具有十分重大的显示意义。给水泵在运行过程中，震动过大首先导致的问题是噪声问题，如上文所述，震动还会导致金属的疲劳，降低给水泵相关的零件的使用寿命，严重的情况下导致给水泵的轴承、叶轮甚至是法兰螺栓的断裂，引起汽轮机运行事故，导致非计划停机，使电厂承受不必要的损失。
如果在电厂中采用震动检测系统，以上的汽蚀和震动问题将在震动检测中及时发现和确认，并且通过泵的异常震动调节泵的运行方式，降低泵的震动。另外如果在实际运行当中，泵的震动不断增强并且通过调节起效甚微，则在有必要的情况下要进行停泵处理，避免因为震动引发的更严重的电厂运行事故。给水泵的震动原因多种多样，除上文所述汽蚀引起的震动外，常见的原因还有基础刚度不足，固定不紧，给水泵的共振等 [4]，给水泵的同步震动常见原因有结构共振、低频振动、转子不平衡、轴弯曲、部件偏转、水力不平衡、不对中、动静碰磨、转子裂纹等。
为了检测给水泵的震动问题，国内科研院所对给水泵的轴、汽轮机轴等旋转部件的振动检测以及频谱分析进行了研究，为实现高效的检测泵类原件的震动提供了很多有价值的经验和方法。
三、给水泵汽蚀
仅通过对震动的检测并不能完全确定泵类原件运行过程中出现的问题，因为给水泵除了通常旋转设备的故障外还有泵类原件常见的问题。如上文所述的汽蚀，汽蚀主要是由于泵内部分流体气化所引起的。给水泵的汽蚀对给水泵的正常运行会有很大的影响。当给水泵入口的压力比流体当时温度下的汽化压力低的时候，泵内的流体就会发生汽化，并且会在流体内产生气泡，气泡会在流体内在叶轮的通道中随着压力的变化逐渐破灭，此时气泡周围的流体就会向气泡所在的区域冲击，从而造成强烈的震动。所以如上文所述，给水泵汽蚀的问题是给水泵发展过程中要解决的一个重要问题。根据现场的实验数据显示，汽蚀引起的冲击频率可以达到2万次/min～3万次/min之多，而且这些冲击往往作用于很小的范围内，其冲击压力可达到几十兆帕[5]。此时给水泵的震动问题将会变得十分严重，从而造成的给水泵金属的局部疲劳。另外，汽蚀过程产生的气泡中还常常含有氧气等活泼气体，对设备造成化学腐蚀，所以对汽蚀问题的控制将显得十分重要。汽蚀引起的故障通常有以下几类：
首先给水泵的汽蚀会激起給水泵叶轮的非常规振动，进而引起泵轴及整个泵体的振动。产生巨大的噪音，使工作环境恶化。另外，汽蚀激振与原有振动叠加会导致泵体地面基础松脱。
其次，汽蚀产生的气泡等将会使给水泵的性能下降。这是由于水泵发生汽蚀时，给水泵内的水流中含有气泡，引起水泵工作性能的变化，此变化对不同类型的水泵是不同的。但总体来说，给水泵内的气泡等长长会引起给水泵的扬程、功率和效率急剧下降，最后水泵停止出水[5]。
再次给水泵的汽蚀会造成给水泵内通道的侵蚀。这是因为，在汽蚀过程，产生的气泡会在其周围的高压液体的共同作用下，瞬间破裂，周围的液体撞击水泵通流面造成冲击，常常会在泵体上形成海绵状空穴，降低给水泵的使用寿命。
最后，汽蚀还会造成泵体内部的动静碰摩。尤其是在给水泵前压力过低时，汽蚀问题就会大规模持续发生，这时水泵叶轮就会与蒸汽摩擦发热从而导致泵内原件的温度升高，严重时还会导致原件的膨胀变形，当膨胀到一定程度，动静间隙减小就会导致动静碰摩。
给水泵汽蚀的检测一般通过以下几种方法来进行：
首先，通过对水泵的观察，查看给水泵是否具有汽蚀过程应有的典型特征。因为水泵的汽蚀是由于水泵内流体气化引起的，所以泵在汽蚀引发点的压力很低或者流体的温度很高。通过观测给水泵入口出口处的温度、压力可以初步确定和检测到水泵汽蚀。
其次，设计一种使用与给水泵的检测和控制系统。首先，在给水泵进出口之间安装一套压差控制器设备，通过该设备可以获得给水泵前后的压差，并且将信号反馈给驱动电机，此时电机就可以通过检测结果给出响应的动作。其次，在给水泵壳体外安装一个测温传感器，用于对对给水泵工作温度做出实时在线监测。汽轮机甩负荷过程中或者是热力系统出现波动时，是泵汽蚀最可能发生的时机。此时，通过给水泵泵体外的温度传感器就可以快速的捕到水泵汽蚀后温度的变化。通过温度的变化来确定是否发生了汽蚀或发生汽蚀的程度，如此就可以再很大程度上提高给水泵汽蚀检测的准确性。
最后，近期发展起来的变频技术对提高给水泵的运行性能有很大的作用。当机组在进行运行过程中，给水系统中往往只有随着给水量、给水压力进行实时调节，通过改变给水泵的运行工况，实现其运行于最佳工况是给水泵安全高效运行节前提 [7]。然而，单单对系统中的单泵进行调整，其能力是有限的，给水压力与给水量是个变值，而泵的能力是一定的，要使两者统一起来，必须对泵以及变频实行动态管理，根据不同时期的变化，对给水泵调配给水压力与给水量。为此，需实现对前置泵泵及给水进行多点调整才能发挥总体效益。
四、结论
给水泵作为燃煤电厂重要的工作原件，给水泵的正常运行直接影响到给电厂锅炉的正常运行，从而影响燃煤电厂的运行，为实现燃煤电厂的安全生产和电力供应的顺畅，给水泵的故障检测显得十分有必要，本文首先介绍了给水泵运行过程中常见问题，然后着重介绍了给水泵震动和汽蚀问题，并且提供了故障常见问题和检测方法。
参考文献
[1] 王洪杰， 刘全忠， 季天晶，等. 锅炉给水泵故障机理及诊断技术的研究[J]. 节能技术， 2004， 22（6）：30-31.
[2]电站锅炉给水泵振动机理及振动监测中的分频段控制技术 华北电力大学 安连锁 王松岭 侯军虎 李春曦
[3] 徐建兵. 变频调速技术在凝结水系统中的应用[J]. 华东电力， 2003， 31（3）：29-30.
[4] 王洪杰， 刘全忠， 季天晶，等. 锅炉给水泵故障机理及诊断技术的研究[J]. 节能技术， 2004， 22（6）：30-31.
[5] 孙广垠， 张娟. 水泵汽蚀的危害及其防止措施[J]. 科技情报开发与经济， 2009， 19（21）：171-173.
[6] 安传友， 王群慧， 刘统鲁. 热电厂循环水泵气蚀问题的分析及解决方案[J]. 区域供热， 2009（04）：41-43.
[7] 张丽伟. 注水前置泵变频调速技术[J]. 油气田地面工程， 2011， 30（5）：86-87.
关键词：给水泵；故障分析；检测；火电厂
一、前言
给水泵作为火力发电机组系统中比较重要的辅机，且给水泵常运行于较恶劣的环境环境中，它的正常运行直接关系到燃煤机组锅炉的正常运行和发电过程顺畅。给水泵的故障多种多样，常见的故障是给水泵汽蚀，汽蚀常常使给水泵的震动增强，而给水泵的振动又往往会诱发金属疲劳，从而造成设备运行故障。根据美国电力研究所进几年对给水泵故障进行的调查表明：大型电站锅炉给水泵故障率高达30 %以上，而且泵越大，故障率越高，也反映了泵向强力化发展是故障率高的原因之一[2]。另外，为了实现电厂的节能减排，变频调速技术在电厂得到了应用和推广，但是这些改造并不是一方风顺的，例如给水泵变频过程中泵的固有频率与变频器的频率将会引起给水泵的共振，直接导致泵轴的断裂和损伤，对电力生产过程造成的破坏是不可估量的[3]。因此，不管是新老机组，逐步实现和完善给水泵的故障检测与诊断体制，健全给水泵的检修方法，为实现电厂的安全和经济的运行有很大的作用。
二、锅炉给水泵震动
给水泵在运行过程中，最常见的故障是汽蚀问题，给水泵的汽蚀常常导致给水泵及其相连设备的震动，引起金属疲劳，甚至是一些结构断裂，引起发电过程中不想遇到的故障。此外，给水泵的汽蚀还常常会引起噪音过大，降低给水泵的使用寿命，并且给水泵的汽蚀会使给水泵的运行效率降低，给水泵的扬程降低。
如上所述，汽蚀常常会引起给水泵的震动，震动的检测可以直接确定给水泵的故障与否，并且给水泵在运行的过程中，通过震动的大小也可以确定给水泵工作效率的高低，所以对给水泵震动的检测和分析具有十分重大的显示意义。给水泵在运行过程中，震动过大首先导致的问题是噪声问题，如上文所述，震动还会导致金属的疲劳，降低给水泵相关的零件的使用寿命，严重的情况下导致给水泵的轴承、叶轮甚至是法兰螺栓的断裂，引起汽轮机运行事故，导致非计划停机，使电厂承受不必要的损失。
如果在电厂中采用震动检测系统，以上的汽蚀和震动问题将在震动检测中及时发现和确认，并且通过泵的异常震动调节泵的运行方式，降低泵的震动。另外如果在实际运行当中，泵的震动不断增强并且通过调节起效甚微，则在有必要的情况下要进行停泵处理，避免因为震动引发的更严重的电厂运行事故。给水泵的震动原因多种多样，除上文所述汽蚀引起的震动外，常见的原因还有基础刚度不足，固定不紧，给水泵的共振等 [4]，给水泵的同步震动常见原因有结构共振、低频振动、转子不平衡、轴弯曲、部件偏转、水力不平衡、不对中、动静碰磨、转子裂纹等。
为了检测给水泵的震动问题，国内科研院所对给水泵的轴、汽轮机轴等旋转部件的振动检测以及频谱分析进行了研究，为实现高效的检测泵类原件的震动提供了很多有价值的经验和方法。
三、给水泵汽蚀
仅通过对震动的检测并不能完全确定泵类原件运行过程中出现的问题，因为给水泵除了通常旋转设备的故障外还有泵类原件常见的问题。如上文所述的汽蚀，汽蚀主要是由于泵内部分流体气化所引起的。给水泵的汽蚀对给水泵的正常运行会有很大的影响。当给水泵入口的压力比流体当时温度下的汽化压力低的时候，泵内的流体就会发生汽化，并且会在流体内产生气泡，气泡会在流体内在叶轮的通道中随着压力的变化逐渐破灭，此时气泡周围的流体就会向气泡所在的区域冲击，从而造成强烈的震动。所以如上文所述，给水泵汽蚀的问题是给水泵发展过程中要解决的一个重要问题。根据现场的实验数据显示，汽蚀引起的冲击频率可以达到2万次/min～3万次/min之多，而且这些冲击往往作用于很小的范围内，其冲击压力可达到几十兆帕[5]。此时给水泵的震动问题将会变得十分严重，从而造成的给水泵金属的局部疲劳。另外，汽蚀过程产生的气泡中还常常含有氧气等活泼气体，对设备造成化学腐蚀，所以对汽蚀问题的控制将显得十分重要。汽蚀引起的故障通常有以下几类：
首先给水泵的汽蚀会激起給水泵叶轮的非常规振动，进而引起泵轴及整个泵体的振动。产生巨大的噪音，使工作环境恶化。另外，汽蚀激振与原有振动叠加会导致泵体地面基础松脱。
其次，汽蚀产生的气泡等将会使给水泵的性能下降。这是由于水泵发生汽蚀时，给水泵内的水流中含有气泡，引起水泵工作性能的变化，此变化对不同类型的水泵是不同的。但总体来说，给水泵内的气泡等长长会引起给水泵的扬程、功率和效率急剧下降，最后水泵停止出水[5]。
再次给水泵的汽蚀会造成给水泵内通道的侵蚀。这是因为，在汽蚀过程，产生的气泡会在其周围的高压液体的共同作用下，瞬间破裂，周围的液体撞击水泵通流面造成冲击，常常会在泵体上形成海绵状空穴，降低给水泵的使用寿命。
最后，汽蚀还会造成泵体内部的动静碰摩。尤其是在给水泵前压力过低时，汽蚀问题就会大规模持续发生，这时水泵叶轮就会与蒸汽摩擦发热从而导致泵内原件的温度升高，严重时还会导致原件的膨胀变形，当膨胀到一定程度，动静间隙减小就会导致动静碰摩。
给水泵汽蚀的检测一般通过以下几种方法来进行：
首先，通过对水泵的观察，查看给水泵是否具有汽蚀过程应有的典型特征。因为水泵的汽蚀是由于水泵内流体气化引起的，所以泵在汽蚀引发点的压力很低或者流体的温度很高。通过观测给水泵入口出口处的温度、压力可以初步确定和检测到水泵汽蚀。
其次，设计一种使用与给水泵的检测和控制系统。首先，在给水泵进出口之间安装一套压差控制器设备，通过该设备可以获得给水泵前后的压差，并且将信号反馈给驱动电机，此时电机就可以通过检测结果给出响应的动作。其次，在给水泵壳体外安装一个测温传感器，用于对对给水泵工作温度做出实时在线监测。汽轮机甩负荷过程中或者是热力系统出现波动时，是泵汽蚀最可能发生的时机。此时，通过给水泵泵体外的温度传感器就可以快速的捕到水泵汽蚀后温度的变化。通过温度的变化来确定是否发生了汽蚀或发生汽蚀的程度，如此就可以再很大程度上提高给水泵汽蚀检测的准确性。
最后，近期发展起来的变频技术对提高给水泵的运行性能有很大的作用。当机组在进行运行过程中，给水系统中往往只有随着给水量、给水压力进行实时调节，通过改变给水泵的运行工况，实现其运行于最佳工况是给水泵安全高效运行节前提 [7]。然而，单单对系统中的单泵进行调整，其能力是有限的，给水压力与给水量是个变值，而泵的能力是一定的，要使两者统一起来，必须对泵以及变频实行动态管理，根据不同时期的变化，对给水泵调配给水压力与给水量。为此，需实现对前置泵泵及给水进行多点调整才能发挥总体效益。
四、结论
给水泵作为燃煤电厂重要的工作原件，给水泵的正常运行直接影响到给电厂锅炉的正常运行，从而影响燃煤电厂的运行，为实现燃煤电厂的安全生产和电力供应的顺畅，给水泵的故障检测显得十分有必要，本文首先介绍了给水泵运行过程中常见问题，然后着重介绍了给水泵震动和汽蚀问题，并且提供了故障常见问题和检测方法。
参考文献
[1] 王洪杰， 刘全忠， 季天晶，等. 锅炉给水泵故障机理及诊断技术的研究[J]. 节能技术， 2004， 22（6）：30-31.
[2]电站锅炉给水泵振动机理及振动监测中的分频段控制技术 华北电力大学 安连锁 王松岭 侯军虎 李春曦
[3] 徐建兵. 变频调速技术在凝结水系统中的应用[J]. 华东电力， 2003， 31（3）：29-30.
[4] 王洪杰， 刘全忠， 季天晶，等. 锅炉给水泵故障机理及诊断技术的研究[J]. 节能技术， 2004， 22（6）：30-31.
[5] 孙广垠， 张娟. 水泵汽蚀的危害及其防止措施[J]. 科技情报开发与经济， 2009， 19（21）：171-173.
[6] 安传友， 王群慧， 刘统鲁. 热电厂循环水泵气蚀问题的分析及解决方案[J]. 区域供热， 2009（04）：41-43.
[7] 张丽伟. 注水前置泵变频调速技术[J]. 油气田地面工程， 2011， 30（5）：86-87.