新民站1号机组出水压力管道振动的原因及解决措施

摘要    新民站1号机组在2019年冬灌运行中，机组出水压力管道1号镇墩至2号镇墩之间的部分管道无预兆的振动，同时伴有哒哒和嘀嘀的声响。本文对1号机组压力出水管道振动现象进行详细描述，并对机组压力管道的振动现象逐步调查、研究、分析原因，根据多年的工作经验提出了切实可行的处理方法和措施，通过对机组的伸缩节、环形钢支架螺栓等附件全面进行检查并紧固，清除各类杂物，使进水流道畅通后，泵和管道充水并排气，启动1号机组，巡视机组各类运行技术参数在正常范围内，机组运行稳定可靠，压力管道振动现象消失。本文可为同类高扬程电力提灌工程泵站运行提供参考。

关键词    新民泵站1号机组;管道振动;原因;解决措施

中图分类号    TV675        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）11-0193-01                       开放科学（资源服务）标识码（OSID）

1    新民站概况

新民站位于合阳县黑池镇太定村东约2 km塬下新民滩，泵站灌溉面积1.08万hm2，本级灌溉面积1 806.67 hm2，流量7 m3/s，净扬程147.15 m。该工程于1977年12月动工兴建，1980年底土建主体工程基本完成，1987年5月试机成功。惠及黑池、马家庄、新池等3个乡镇逾6万人口。

取水点由总干渠19+111.28处引水，进水闸设在总干渠右岸。箱涵引水流道全长124.55 m。水泵电机呈一列式布置，采用单机单池引水。安装GSH1400—9/8-HN02单级双吸卧式离心泵2台，单泵设计流量3.85 m3/s、扬程152 m、转数750 r/min、汽蚀余量7.6 m、效率90.3%;配套T8000—8/210卧式同步电动机2台，出水管道为直径1 600 mm、40 kg耐压钢管，采用单机单管明管铺设，单根长度480 m。

2    管道振动现象

2019年冬灌期间，1号机组在投入运行12 h后，在机组运行工况正常，流量、功率、进出口压力等均无明显变化情况下，局部出水管道突然无预兆发生振动现象，振动范围为其出水压力管道1号镇墩至2号镇墩之间的部分管道和6号镇墩向出水方向10 m处的管道，压力管道转弯处振动比较明显，振幅 1～3 mm，振动频率3～5次/s，伴随有哒哒的声响，振动强度由中间向两侧逐渐消减，造成环形钢支架处有嘀嘀的声响，再加上个别伸缩节有漏水现象，环形钢支架螺栓有松动，存在严重的安全隐患，影响机组正常安全运行。

3    原因分析

根据机组设备逐步分析研究排查，可能引起振动的原因有机组振动、压力管道位移、流量衰减、管道进气、管道附件变形、管床基础沉降等[1-2]。从机组出水压力管道进行外观检查，管道部分是在穿墙内用混凝土预埋，而且是新制作安装的，地面管床部分是测流观察点至1号镇墩之间有环形钢支架，这部分管道没有振动现象，从而排除机组部分振动。当振动发生时，机组运行无变化，各类仪表、流量正常，机组运行无异常振动发生，而振动部位在1号镇墩转弯处，离测流井较远，靠近测流井的管道无振动，而且机组到管道振动部位中间有环形钢支架，因而机组运行传递引起振动的可能性不大。根据压力出水管道热胀冷缩的原理，冬季灌溉开机致使3号和5号伸缩节有漏水现象，环形钢支架螺栓有松动现象，再加上冬灌开机至夏灌结束间隔期长，渠道冬修，部分杂物进入总干渠，进水流道有淤积泥沙，引水闸开启时，可能把总干渠内的杂物引入流道，当1号机组运行后，使泵内和管道内有空气，从而产生共振，引起管道振动。

综合上述现场调查，经实践排查和理论分析得出：引起1号镇墩转弯处管道振动的根本原因是管道内部有微量气体，当压力管道内的黄河水压力不规则迅速上升时，在1号镇墩转弯处形成锤击声响，大小、方向不同，随着机组流量不断上升，水力作用大小不同，水流速度过快，形成湍流致使管道微振动;当黄河水压力继续上升时，管道、环形钢支架螺栓松动、伸缩节漏水等附件在激振力的作用下也使部分压力管道振动，从而致使压力出水管道在1号镇墩至2号镇墩之间的部分管道振动比较明显，振幅1～3 mm，振动频率达3～5次/s，伴随有哒哒的声响。

4    解决措施

为了不影响黑池灌溉系统的正常供水需求，应做好启动2号机组的各项准备工作，申请启动2号机组，待2号机组运行正常后，申请停1号机组。停机前安排工作人员在压力管道振动部位、伸缩节、环形钢支架等附件处，观察停机过程中管道振动大小以及是否有其他异常现象。发现随着水流上升方向水压不断下降，振动现象明显减小。停机后，对伸缩节更换填料函，同时对环形钢支架全面并紧固螺栓等附件，清除进水流道内的杂物，排净管道内的气和泥沙水。盘车试验，重新申请启动1号机组，开启1号进水闸，待水位达到正常水位后，排净泵內空气，关闭排气阀。重新启动1号机组，缓慢打开半球阀，压力管道充水，当水压力不断上升至管道出水口时，水工技术人员发现压力管道振动现象明显消除，机组不再振动，哒哒和嘀嘀声响消除，机组运行安全可靠，各项技术参数在正常范围内，流量稳定[3-4]。

5    参考文献

[1] 李凤寅.浅谈板桥泵站出水管的水锤计算[J].陕西水利，2012（6）：128-129.

[2] 黄玲珍，邓家青.压力管道振动原因分析及对策[J].冶金丛刊，2001（3）：24-26.

[3] 曹少铭.泵站运行和维护管理探讨[J].南方农机，2017，48（13）：89-90.

[4] 赵艳红.泵站运行和维护管理[J].科技风，2012（24）：108.

作者简介   陈云山（1981-），男，陕西渭南人，工程师，从事大型泵站机电设备日常管理与维护、保养工作。

收稿日期   2020-03-07