循环水泵震动原因分析与处理张金彪

循环水泵震动原因分析与处理张金彪

张金彪

（大唐长热吉林热力有限公司吉林松原138000）

摘要：某电厂循环水泵一直存在着震动偏大的问题，为了保证生产的安全稳定运行，通过多次的设备测试和数据的分析，进行与其他同类型的循环水泵的对比分析，结合多年的生产运行经验，确定了循环水泵产生较大震动的原因为泵轴中心不良。通过采取相应的方法进行处理，有效的解决问题，使设备的稳定性得到提升。

关键词：循环水泵；震动；原因；处理

1、循环水泵振动情况

某火力发电厂发电机组所采用的4台循环水泵自2010年10月安装结束后相继投入使用，但在运行过程中发现循环水泵组普遍存在振动过大问题，其中#1、#2及#4循环水泵电机的水平振动增大现象尤为明显。特别是#2循环水泵，自从投入使用以来其运行工况一直很不稳定，其电机上部的水平振动日益严重，到2011年2月时，水平振动增长情况为83→94→101→113→134→153μm。虽然在2011年5月及2012年1月相继对#1、#2和#4循环水泵进行了大修，但并没有根本性地消除上述循环水泵的振动问题。总结循环水泵存在的问题如下：①循环水泵上中下三道轴套都存在磨损，其中下轴套约有深度为1.6mm的磨损；循环水泵上中下三道轴承中，下轴承存在最为严重的磨损；叶轮室的磨损程度较轻。②经检查，循环水泵上部的填料涵凹窝与外接管a（导叶体下口环）之间存在10～20mm的同心度偏差。③循环水泵的基础台板水平度超出标准，进水侧高而出水侧低，存在偏斜。④4台循环水泵的出水管与筒体所连接的下半部分焊缝都出现了裂缝。

2、循环水泵的结构

循环水泵的组成零部件共有19个，采用的安装形式为单基础层的立式安装，出水口位于基础层之下。循环水泵的外筒体采用钢板焊接件，而吸入水口则为铸件。循环水泵的叶轮结构为开式整体结构，通过哈夫锁环以及螺栓在轴上定位，并用键与轴联接，叶轮室与叶轮之间的空隙约有0.5～0.7mm。循环水泵有上下2根泵轴，在导叶体和填料函体内的上中下位置各安装有一道赛龙轴承，轴承的润滑剂是其自身输送的水。循环水泵的转子有3.5mm的提升高度，并由调整螺母来对轴端进行调节。循环水泵电机支座下方的台板是整个循环水泵静止部分的定位支撑点，同时也是整个循环水泵的定位支撑点。由于上下2根泵轴在通过套筒式联轴器进行联接时两者之间有间隙，所以在循环水泵装配过程中，循环水泵的制造厂商对循环水泵基础台板的水平度有比较严格的要求，要求水平度偏差在0.05mm/m以内，对泵轴的摆度则不作要求。循环水泵转子的定位方式是通过电机轴承箱内的推力盘进行轴向定位，有12片推力瓦块均匀分布在推力盘下，推力瓦块是安装于碟形弹簧上的，碟形弹簧的作用是保证推力盘与瓦块之间能够均匀接触，从而均匀受力。在装配过程中，要求推力盘与推力瓦块之间的间隙为零，而运行过程中两者之间则有0.02~0.03mm充满油膜的油隙。

3、循泵振动大原因分析

3.1电气方面

循泵电机内部磁力及其相关电气系统运行状态失衡，设备运行过程中就可能发生振动，并且伴有不同程度的噪音。异步电动机在工作状态下，由定转子齿谐波磁通相互作用产生的定转子间径向交变磁拉力；大型电机同步运行时，定转子磁力中心位置存在偏差，或各方向上栖息气隙大于限值，很可能使电机运行过程中伴有噪音和周期性振动。

3.2机械方面

电机和循环水泵转动部分质量不均衡，安装流程与设计要求不符，机组轴线不完全对称，摆动幅度超出设计限值，电机元部件的刚度和机械强度稍差，而且密封元件和轴承都发生了不同程度的磨损，循泵临界转速出现与机组固有频率一直引起的共振等，都可能使设备出现大幅振动，并伴有噪音。

3.3其他方面

循泵进水通道结构设计不科学，或循泵结构整体性差，循泵淹没程度与实际要求不符，循泵启停操作不符合设计规程，均可能导致水条件恶化出现涡流，使设备振动幅度加大，严重时可能发生汽蚀。采用破坏虹吸真空断流的循泵，启动过程中驼峰段不易夹带空气，致使虹吸时长超限；循泵及电机运行的支撑结构由于刚度不达标发生不均匀沉陷，同样会诱发振动。对循泵设备进行阶梯式检修后发现其水力、机械和电气结构有很多部位需要修缮或调整，其中水力和机械方面的问题尤为严重。比如电机轴承曲度超过设计限值，泵支撑板及安装垫板水平位置与设计标准存在一定偏差，且泵部件已发生重度腐蚀，叶轮的叶片形状存在不同程度的扭曲。

4、循环水泵存在的问题

针对循环水泵已确认存在的问题，采取以下措施予以解决：①首先要检查循环水泵基础台板下方是否存在空隙和不严实的部分，如果发现空隙则使用风镐从内侧将原基础四面打至台板垫铁处。在垫铁下方的基础不存在明显异常的情况下，可以不去移动定位垫铁，在立模后用高强灌注料重新浇实循环水泵的基础，以减少检修的工作量；但如果垫铁下方的基础也不严实，则要将整个基础敲掉重做，确保基础严实后再进行循环水泵的安装。②对于循环水泵筒体刚性不够问题，当循环水泵筒体组装并调试好同心后，用18号和20号槽钢以进水室混凝土墙面为基点，从中间轴承处的筒体法兰对筒体从三面进行支撑定位，以避免循环水泵的筒体出现受力变形和位移。③对于循环水泵与电机相连后整个轴系可能存在质量不均匀问题，为了消除其影响，经与制造厂家沟通后，重新设计了循环水泵的轴系，将泵轴从之前的上下2根改为1根，从而实现了泵轴摆度的可调。④将一个膨胀节或弹性传力接头设置在循环水泵的筒体与出水口之间，这样就能有效吸收循环水泵启动和停运时的压力差，避免管道出现位移，消除了出水管对循环水泵筒体的影响。

5、循环水泵振动的处理措施

5.1电机轴弯曲度校直

拆卸电机轴的过程中，经量测发现电机靠背轮部位最大弯曲度达到了0.51mm，校直后恢复至正常值0.08mm。

5.2循泵安装垫板检查

循泵支撑侧的混凝土基础几经振动后出现了裂纹，四角基础的裂纹较严重，支持板的基础螺丝已松动，检修时必须将其拧紧。

5.3循泵安装垫板检查

循泵安装垫板出现了严重的变形，致使循泵结构中间低四周高。因生产条件的限制无法就地调整，而且工期紧张也不能送外加工，因此不作处理。

5.4循泵筒垂直度测量调整

调整前先测得循泵筒垂直度最大偏差4.25mm。对电机和循泵靠背轮张口值进行调整的过程中，可在电机和电机支座之间加垫来控制偏差。调整循泵筒垂直度调整的过程中，在循泵支撑板和安装版之间加垫，测量时以循泵筒与轴承支架结合部位为中心基准，校核叶轮室与吸入喇叭管集合处的中心偏差，通过加垫的方式将循泵筒垂直度偏差最大不超过0.25mm。

5.5循泵筒加装反力支撑

将支撑结构安装在循泵筒的出口管和垂直方向上，并在流道混凝土基础上固定，对循泵筒的摆动幅度起到约束作用，从而尽量规避因设备振动和摆动造成的危害。

5.6叶轮进行平衡试验

将叶轮返回原厂，通过平衡试验使其调整至平衡状态，同时利用原厂资源修复叶形使其形状一致。

5.7循泵与电机张口值及圆周值的调整

将循泵与电机的张口值及圆周调整在0.06mm以内，使其满足设计要求，从而最大限度地消除中心偏差诱发的振动现象。

6、处理结果

经处理的循泵首次投运。由于维修时在各部件间加垫过多，因而电机推力轴承处振动幅度始终维持在0.03mm~0.04mm的范围内。加垫位置与循泵安装垫板与循泵支持板之间、循泵支持板与电机支座之间及电机支座与电机之间共加三层较厚的垫，能够在一定程度上抑制电机振动。下次检修加垫不宜过厚，这样才能将振动幅度逐步控制在正常范围内。经一个时段的试运行后，振动幅度基本不超过0.03mm，情况有所改善，轴承温度也被控制在正常范围，电机改造基本成功。

7、结论

经过严密的分析之后，确定该火力发电厂循环水泵振动的原因既有循环水泵基础不严实的安装问题，也有循环水泵筒体刚性不够的质量问题。以#4循环水泵为例，针对现状存在的问题，在检修过程中采取了相应的解决措施后，#4循环水泵运行至今约半年多的时间里，其振动一直保持在60μm以内，运行十分稳定，已完全消除了之前振动过大的影响。这证明对循环水泵振动原因的分析和解决措施都是正确和切实可行的，对于振动问题的解决有良好的借鉴意义。

参考文献

[1]叶伟东.循环水泵振动大原因查找及处理[J].电力安全技术，2010(01).

[2]徐颜军.循环水泵振动原因分析与处理[J].电力学报，2008(04).