浅谈火电厂给水泵振动原因及处理方法

浅谈火电厂给水泵振动原因及处理方法

陈浩

国家电投江西电力工程有限公司景德镇分公司 333000

摘要:泵是将原动机的机械能转换成液体的压力能和动能，从而实现液体定向输运的动力设备。水泵在运行过程中，有时会出现打不出水、流量不足、扬程不够、轴承发热、功率消耗过大、振动、零部件损坏等故障。泵的故障分析和排除，对于连续生产的工厂十分重要。近年来各电厂为节能增效进行的变频改造，大大地拓宽了立式泵的工作转速区域，甚至涵盖了设备的结构共振区，导致泵体在某些运行转速下出现结构共振，以至于许多泵组的变频器无法正常投运，对机组的安全性和经济性均造成了严重影响。按照以往处理经验，立式凝泵由于自身结构特点，使用动平衡方式处理其振动问题时，出现基频振动小通频振动大的特征，单纯通过动平衡不能解决振动故障。要综合考虑凝泵导瓦温度变化情况，如瓦温发生异常变化时，要对泵导瓦状态间隙、中心度等进行重点检查。排除以上引起振动的因素干扰后，再根据泵自身振动特点情况进行振动故障处理，才能取得较好的处理效果。

关键词：火电厂给水泵；振动原因；处理方法

引言

泵是将原动机的机械能转换成液体的压力能和动能从而实现液体定向输运的动力设备。水泵在运行过程中，有时会出现打不出水、流量不足、扬程不够、轴承发热功率消耗过大、振动、零部件损坏等故障。泵的故障分析和排除，对于连续生产的工厂十分重要。近年来各电厂为节能增效进行的变频改造，大大地拓宽了立式泵的工作转速区域，甚至涵盖了设备的结构共振区，导致泵体在某些运行频率下出现结构共振，以至于许多泵组的变频器无法正常投运，对机组的安全性和经济性均造成了严重影响。按照以往处理经验，立式凝泵由于自身结构特点，使用动平衡方式处理其振动问题时，出现基频振动小通频振动大的特征，单纯通过动平衡不能解决振动故障。要综合考虑凝泵导瓦温度变化情况，如瓦温发生异常变化时，要对泵导瓦状态间隙、中心度等重点进行检查。排除以上引起振动的因素干扰后，再根据泵自身振动特点情况进行振动故障处理，取得较好的处理效果。

1火电厂给水泵振动问题分析

振动主要就是转动机械设备运行期间经常出现的故障问题，振动幅度较小的情况下不会对机械的正常运转造成影响，但是如果振动幅度很大，就会导致整体机组的运行受到威胁。火电厂中给水泵属于核心部件，一旦出现振动问题，就会导致整体系统受到影响，一般情况下火电厂中给水泵出现振动问题的特点表现为：谐波性振动、次谐波性振动、低频性振动、工频性振动、高频性振动等等，还可能会出现与频率没有关系的振动问题。从振动方向来讲，存在径向类型、水平类型、垂直类型、轴向类型等，从诱因方面而言，主要就是自由性、受迫性、自激性、随机性等等，在给水泵发生振动问题之后，会出现轴心轨迹方面的变化，严重的会导致整体系统受到影响。对于给水泵的振动故障，通常情况下，转子失衡原因、转子不对中原因所诱发的振动有相似之处，都属于正弦类型的振动波形，并且轴心的轨迹都呈现出椭圆形，有工频、高频性的振动频率，不会因为电流参数发生改变、机组负荷发生改变而出现变化，和给水泵本身的转速存在直接的联系。而在支撑系统发生故障问题或者是流体流动异常的情况下，振动频率不会在转速变化的情况下出现改变，具有频率固有性的特点，工频方面的分量数值很小，有着突发性的特点。可见不同原因所引发的给水泵振动特点不同，应按照发生问题的原因与具体状况来进行防治。

2振动原因分析

从整体分析，离心泵产生振动的原因有以下4点：1）设计欠佳所引起的振动：离心泵设计上刚性不够、叶轮水力设计考虑不周全、叶轮的静平衡未作严格要求、轴承座结构不佳、基础板不牢固，是泵产生振动的原因。2）制造质量不高所引起的振动：离心泵制造中所有回转部件的同轴度超差、叶轮和泵轴制造质量粗糙，是泵产生振动的原因。3）安装问题所引起的振动：离心泵安装时基础板未找平找正、泵轴和电动机轴未达到同轴度要求，管道配置不合理、管道产生应力变形、基础螺栓不够牢固，是泵产生振动的原因。4）使用运行不当所引起的振动：选用中采用了过高转速的离心泵、操作不当产生小流量运转、泵的密封状态不良、泵的运行状态检查不严，是泵产生振动的原因。

3火电厂给水泵振动原因与处理方法

3.1对水泵全面解体检查

利用机组B修的机会，对水泵采取了全面检查，包括水泵解体检查、水泵基础面水平情况检查。在将凝结水泵外筒体吊出后，发现在安装过程中，施工单位用保温材料代替二次灌浆填塞，导致基础不稳定。采取措施对基础板找平找正。具体处理为重新做二次灌浆，选好垫铁着力点，将着力点设置于基础附近并对称布置。对水泵解体后，对水泵叶轮轴测弯曲度发现，叶轮轴弯曲度0.10mm，远远大于弯曲度不大于0.05mm的标准。并且存在诱导轮汽蚀、水泵推力轴承磨损等现象。联系生产厂家，更换新的泵轴、诱导轮和推力轴承，对新轴测得弯曲度0.03mm，诱导轮动静平衡测试合格，均满足运行要求

3.2水泵在线动平衡试验

在线动平衡技术就是在工作转速下直接对装在整机上的转子进行平衡，以机器本身作为动平衡机座，通过传感器测的转子有关部位的振动信息来进行数据处理,以确定在转子各平衡校正面上的不平衡及其方位，并通过去重或加重来消除不平衡量，从而达到动平衡校正的目的。振动试验依据为GB/T6075.3—2001《额定功率大于15kW额定转速在120r/min至15000r/min之间的在现场测量的工业机器》，试验设备为VM-9504振动仪。单试驱动电机，启动后电机顶端最大振动140～200μm波动，振动很不稳定，进行频谱搜索时，在15Hz有70～140μm不稳定振动，基频（25Hz）振动57μm左右。后联泵试转电机顶端最大振动305μm，基频振动281μm，振动稳定，振动频率主要是以基频振动为主。

3.3转子离线动平衡试验

转子离线动平衡试验的工作原理是把刚性转子安装在动平衡机的弹性支承上，使转子转动。根据支承的不同情况，将转子的周期性机械振动信号转换为电感信号，测出支承的振动和支反力。用分离解算电路，计算出转子的不平衡量，再对转子进行加重或去重，直至平衡量达到要求。不平衡的转子经过动平衡机测量其不平衡量和不平衡相位，并加以校正以消除其不平衡量，使转子在旋转时，不致产生不平衡离心力的平衡工艺。该厂泵轴和叶轮返回生产厂家进行单独进行转子侧动平衡试验，发现转子动平衡试验不合格,直接在厂家试验台进行修正。

结束语

综上所述，在火电厂生产的过程中给水泵可能会因为转子不对中、转子不合理而出现振动问题，也可能会因为动静部分不能合理配合、流体流动异常等发生振动现象，对整体给水泵系统的良好运转都会产生不利的影响。所以在火电厂发展期间应重点进行给水泵振动问题发生原因的分析研究，总结相应的振动问题防控与处理经验，采用有效举措来提升给水泵的运行稳定性和安全性。

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