SEZ型立式混流泵常見振動原因分析與處理

陳洪海

(廣東粵華發電,廣東中山 528400)

SEZ型立式混流泵常見振動原因分析與處理

陳洪海

(廣東粵華發電,廣東中山 528400)

本文通過對SEZ型立式混流泵組常見機械振動異常現象分析,找出機械 振動異常原因,提出處理方法,保證水泵穩定、安全、長周期運行。

循環水泵 機械振動 分析

1 概述

橫門電廠二期循環水泵采用上海凱士比泵業型號SEZ1200-955-800的立式混流泵,流量13392m3/h,揚程18.7m,轉速594r.p.m配套電機為湘潭電機廠生產型號為YKKL630-10TH。該泵維護方便,泵軸導軸承采用塞龍軸承,采用生活水和工業水清潔水冷卻,減小海水腐蝕及沙粒磨損。在不拆卸泵體情況下,SEZ1200-955-800型立式循環水泵可將轉子抽出檢修,減輕檢修工作負擔。水泵的吸入口垂直向下,吐出口水平布置。從上向下看,水泵順時針旋轉,電機與水泵垂直聯接安裝,水泵的軸向力由安裝在電機上部的推力軸承承受。

二期循環水泵#4B自投入運行以來,由于頻繁出現問題,一直未能長期穩定運行,嚴重威脅機組安全,從2010年8月至今已經過多次計劃性大修,非計劃檢修等多次檢修,但短期運行后總是狀況連出,振動超標,隨著對泵組各部件檢查的深入,終于找到影響泵組振動的原因,并解決泵組振動的問題。

2 引起振動的可能原因分析和處理

水泵的振動原因比較復雜,一般而言,可分為水力振動與機械振動,水力振動與流道設計、運行方式調整等外部因素有關。機械振動是由機械本身原因引起的振動,是屬于內部因素。本文根據SEZ1200-955-800型立式循環水泵組運行后產生的常見機械振動的異常現象進行分析,找出機械振動原因。提出處理方法,從而消除水泵的異常振動。

本文就#4機組B循環水泵的檢修歷史作詳盡說明,2011年1月對該泵大修,兩個月后振動逐漸增大,5月解體大修,更換三條泵軸,葉輪作動平衡試驗,基礎臺板和筒體水平度檢查,靠背輪瓢偏檢查,試運良好,運行一個月后振動逐漸增大,7月對電機解體,檢查導瓦、推力瓦,推力頭鏡板水平,電機轉子動平衡試驗不合格,校正合格,復裝試運后運行良好至今。

引起大型立式泵振動的原因涉及方方面面,最為常見的因素有以下幾點:

表1

(1)電機和泵轉子質量不平衡。2011年1月對該泵大修,兩個月后振動逐漸增大,5月解體大修,發現泵導軸承與軸套存在磨損現象,其中以下軸磨損較厲害,通常軸承磨損量達1mm以上,呈現圓周整圈磨損;軸套則屬單側磨損,磨損量通常在2mm-3mm以上。據此分析,泵體轉子部件彎曲,或是轉子某部件質量不平衡。我們對該泵葉輪作動平衡試驗,動平衡嚴重超標,對葉輪作動平衡修正,修正前1.16kg偏差。修正后平衡12g。由于工期原因5月大修未對電機轉子做平衡試驗檢查。

(2)電機主聯軸器與泵聯軸器面以及泵組三條轉子聯軸器面不平行、主軸與聯軸器不垂直。對三條轉子聯軸器作瓢偏檢查,發現靠背輪瓢偏不合格,裝上靠背輪后對泵軸靠背輪瓢偏測量值如（表1）。

國家電網基礎建設是一項系統工程，在電網建設工程中推進通用造價管理模式的應用有助于實現造價管理標準化，同時能夠進一步推動統一管理的實現。在通用造價的應用中，可選擇造價方案的直接應用、基礎造價與基礎模塊整合應用等多種形式，應結合工程實際情況進行選擇。

(3)轉子彎曲。5月解體大修檢查發現三條泵軸彎曲超標,尤其上軸彎曲嚴重,聯系廠家后對三條泵軸作了更換處理。

(4)基礎沉降不均勻,臺板水平不合格,電機機架水平不合格。解體后發現泵導軸承與軸套存在磨損現象,其中以下軸磨損較厲害,通常軸承磨損量達1mm以上,呈現圓周整圈磨損;軸套則屬單側磨損,磨損量通常在2mm-3mm以上,據此判斷轉子部件彎曲或質量不平衡造成此現象,對水泵筒體吊鉛墜測量水平,下10m偏差2mm,電機架水平也合格。

(5)水泵軸承和密封部件磨損破壞,致使轉子離開基準位置,聯軸器中心發生偏移引起振動,甚至引起動靜摩擦。5月大修更換所有密封部件及三個橡膠軸承、軸套。

(6)轉子部件脫落或泵體內存在無法打出的雜物,每次大修對此檢查,基本排除此種情況。

(7)電機導瓦間隙超標。

原因有以下方面:①原來安裝沒調整好;②固定部件松動;③瓦塊磨損。

處理:重新按要求調整好;磨損嚴重的瓦塊予以更換。

5月大修后試運行該泵運行良好,水平振動0.02垂直0.01,一個月左右振動逐漸增大,現象同以往振動相似,都是垂直水流方向超標,最大至0.10mm,綜合歷次分析,電機方面可能也有問題,7月解體電機檢查,總結振動原因:①對電機轉子動平衡試驗,動平衡嚴重不合格,按要求修正動平衡,修正后動平衡12g。②推力軸承中重要部件磨損變形。

立式電機轉子推力軸承面的水平度要求小于0.02mm/m,相對擺度小于0.03mm/m,這兩個值主要取決于軸的彎曲度和電機推力軸承重要部件的磨損、變形情況。

推力軸承,主要由推力瓦、鏡板、推力頭,冷卻器等部件組成,推力瓦是推力軸承的重要部件,它是整個泵組轉子部分和固定部分的摩擦面,并且承受泵組轉動部分的軸向推力和重量,泵組運行時要求各軸瓦均勻地承受推力負荷,如果各軸瓦受力不均,將產生較大溫差,造成個別軸瓦溫度增高,瓦面變形增大,同時鏡板的變形和磨損也增大。

鏡板精度不夠,平行度較差,要保證推力軸承在油潤滑條件下運行,必須使出油邊的最小油膜厚度符合要求(大型立式泵推力軸承油膜厚度一般在0.03-0.07mm之間),這要求鏡板有較高的精度和較低的粗糙度,鏡面平面度一般為0.02mm,即要求推力瓦的平面度與鏡板水平度相近才行(推力瓦塊厚度差控制在0.02mm以內)如果鏡板與瓦塊水平度不好,偏差超過了最小油膜厚度,就會破壞建立的油膜,造成半干或干摩擦運行,甚至引起燒瓦事故。

推力瓦塊的受力也與它本身的平行度直接相關,只有推力瓦和鏡板的接觸面積大才能使推力瓦承受較大的壓力,要求軸瓦接觸面積不少于75%,如果推力瓦凹凸不平,局部高點受力集中,會使該瓦面磨損嚴重,甚至發生燒瓦事故,推力瓦的磨損同時無疑也影響到鏡板,由于推力頭與主軸多采用過渡配合或過盈配合,主軸的擺動便直接傳到推力頭與鏡板上,久而久之,更加大了鏡板、推力瓦的磨損,造成水泵振動增大。

此外,如果鏡板、推力頭與主軸的垂直度不夠,要求小于0.02mm,或者卡環厚薄不均,卡環厚度偏差小于0.02mm,推力頭與鏡板之間的絕緣墊厚薄不均等因素都會影響電機轉子的水平和擺度。

2011年7月由于運行中振動逐漸增大,對該泵電機解體,做動平衡試驗,解體推力瓦,導瓦,推力頭,檢查推力瓦塊部分有磨損,這也印證推力瓦溫度稍微偏高的現象。鏡板水平良好,導瓦沒有明顯磨損,復裝電機各部件,連接電機與泵聯軸器后,對兩轉子找中心,試運行,振動各項參數正常,解決了一直振動偏大的問題。

3 結語

總結#4機組B循環水泵的歷次檢修,造成循環水泵振動偏大的問題概述如下:

(1)轉子質量不平衡(葉輪和電機轉子后來做了動平衡);

(2)轉子靠背輪瓢偏不合格;

(3)轉子彎曲(更換三條泵軸);

(4)推力瓦塊磨損。

造成循環水泵振動的原因有很多,要根據實際情況找到造成振動的根本原因,造成我們循環水泵振動的直接原因有橡膠軸承磨損,但這不是根本原因,更換新的橡膠軸承只是解決表面問題,隨著軸承的磨損,振動會逐漸顯現,只有找到根本原因,才能解決根本問題。

循環水泵在長期的運行和檢修工作中,可以建立一份詳盡的設備檢修技術檔案。以全面反映設備的整個運行情況,對以后的檢修工作也有很好的對照和借鑒作用。