淺談凝結水泵振動分析

馬雪峰++賈魯男

摘要：凝結水泵振動超標將導致泵組發生故障，造成泵組停運，并進而引發更為嚴重的故障。此外，還將會導致備用泵與運行泵之間頻繁地切換工作，容易造成凝結水泵的電機和供電設備發生故障。本文就凝結水泵振動問題進行分析。

關鍵詞：凝結水泵；振動；處理

引言

某電廠4臺機組均為N300-16.7/537/537-2型亞臨界、一次中間再熱、單軸雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機。每臺機組配置2臺凝結水泵，一臺運行一臺備用。凝結水泵流量355t/h，揚程158m，電壓6000V，轉速1475r/min。

一、原因分析

4號機B凝結水泵2007年大修完成后便一直存在振動大問題，2009年利用4號機組停機大修期間對該泵組進行了原因排查。停機脫開電機與泵體聯軸器后，空轉電機，測量電機上端部水平位置最大振動值為280μm，查看2007年檢修記錄，因當年電機空轉時振動大，將電機返廠做動平衡等方法消除，但電機經返廠安裝就位后空轉振動仍大，迫于當時檢修工期較短，未對該泵進行徹底的檢查。

對該泵組產生振動的原因初步分析，發現造成水泵振動的因素較多，從設備安裝主要環節開始排查，并從泵組的基礎及地腳螺栓、泵體臺板底座的水平度、泵體安裝的垂直度、連軸器找中心情況、電機的本體質量情況等方面著手。

（一）檢查泵組臺板底座與基礎的接觸情況。如墊鐵接觸不好，二次澆灌時未振搗，造成澆灌層空鼓，將會使泵組運行振動增大。

（二）檢查電機與水泵的地腳螺栓是否緊固。如地腳螺絲松動，勢必造成泵組運行振動增大。

（三）檢查電機與水泵的中心位置是否在規定范圍內。常見原因就是中心不符合要求而引起振動。

（四）檢查電機與水泵的連軸器之間有無足夠的軸向間隙。確保兩半連軸器因熱脹冷縮自由的沿軸向連續運行，必須有一定的伸縮量，否則可能造成電機在熱態時振動值增大。

（五）凝結水泵進出口管道強制對口連接造成附加應力，進出口管道運行膨脹不均造成附加應力，也是導致泵組振動產生的原因。

二、檢查情況

根據上述原因分析，在#4機組停機后安裝下列步驟對B凝結水泵進行了檢查。

（一）脫開電機與泵的聯軸器螺栓，空轉電機，測量電機上端部水平位置最大振動值為280μm。檢查電機與泵聯軸器中心偏差，最大偏差值30μm，此時電機聯軸器中心向擴建端偏15μm。中心偏差在合格范圍內。

（二）檢查電機與水泵的連軸器軸向間隙值，實測結果為0.95mm，大于制造廠要求的最小伸縮量0.8mm，電機軸向有足夠的熱脹冷縮余量，排除了因轉子受熱膨脹受阻而產生的振動。

（三）松開水泵進出口法蘭螺栓前，在泵組水平和垂直方向架百分表監視。法蘭螺栓松開前后百分表數值變化最大值為0.05mm，水泵出口法蘭處垂直方向向下位移0.05mm。

（四）水泵進出口法蘭脫開，使泵體獨立后重新空轉電機，振動還是沒有減少。將測振儀放在振動最大的水平位置上，停運電機，振幅未見明顯減少，但伴隨轉速下降振幅緩慢下降。根據電機廠的出廠試驗報告，電機出廠時的振動測試值為27μm，可暫時排除電機動平衡引起的振動。

（五）檢查電機支座連接螺栓、臺板底座地腳螺栓均無松動，排除了因螺栓緊固件松動而引起的振動。

（六）起吊電機及電機支座后檢查臺板底座的水平度。測量水平，發現臺板水平偏差最大達到0.28mm/m，出口側高、進口側低，再加上管道連接后產生的位移，已知水泵轉子長度約4.5m，將該偏差折算到水泵下導軸承處，那么該處轉子徑向偏差近1.26mm，必然會造成動靜碰摩引起振動。

（七）起吊泵體、筒體及臺板底座檢查墊鐵及二次澆灌情況。發現部分墊鐵布置不規范，接觸面積偏少；臺板底座與混凝土的接合處有細小的裂紋，臺板底部與墊塊之間有較多的空隙未完全灌漿，二次澆灌層未填充整個空間，存在空鼓現象，靠近筒體部位甚至無二次澆灌的混凝土，造成基礎結構不夠牢固。

三、處理結果

（一）將原二次澆灌層鏟除，不得有浮灰漿存在，應鑿出新的毛面直至露出原基礎面。在臺板底座地腳螺栓兩側及臺板底座加強肋板處劃出墊鐵布置區域，為增加臺板底座穩定性，在墊鐵間距較大處增設墊鐵，使墊鐵間距不大于300mm。安放墊鐵處的混凝土表面應剔平，并應使兩者接觸密實且四角無翹動。

（二）按規程要求配置墊鐵后吊入臺板底座。對臺板底座、外筒體結合面找平，外筒體結合面水平達到制造廠要求允許值0.05mm/m，確保了外筒體結合面的水平及泵體的垂直；通過加裝調整墊片等手段，找正了電機支座結合面水平，達到廠家要求允許值0.05mm/m。

（三）二次灌漿是安裝階段的一個重要組成部分，二次灌漿質量好與壞關系到泵組的整體性及穩定性。因荷載大部分集中在二次灌漿層上，所以必須保證設備底座灌漿密實度。灌漿之前用壓縮空氣吹掃表面上的灰塵，徹底清除設備底座及側面上的油污等雜物。灌漿24h前，要向混凝土表面噴灑清水濕潤，灌漿前清除模板內的積水。向設備基礎底部灌漿時，嚴禁振搗，以免產生離析，從一個方向慢慢澆灌，以保證底座下不留氣孔。對底座澆灌時，澆灌工作連續進行，直到灌漿結束。灌漿完后及時進行養護，定期進行澆水，養護時間不少于7天。

（四）檢查水泵轉子各零部件配合間隙及磨損情況，主要包括：導葉、葉輪、誘導輪、水瓦、螺旋套、軸承及各定位套等。檢查發現誘導輪、首級葉輪磨損嚴重，證實了由于臺板底座不平產生的動靜摩擦，檢修過程中對磨損嚴重的部件進行了更換。在對泵組解體后，按照規程規定對轉子進行彎曲度測量，彎曲值不超過0.02mm，符合規程要求。

（五）泵組組裝完畢后電機空載運行，測量電機上端部水平位置最大振動值為110μm，在數值上降低了許多，但仍處于較高水平。將進出口管道連接后重新空轉電機，振動無明顯變化，說明管道連接后對泵組無附加應力。帶泵試運初期測量電機上端部水平位置最大振動值為70μm，滿負荷后降至55μm。分析認為：該情況只能說明2007年大修中泵組檢修質量差，存在臺板底座水平度超標現象，使電機軸承室與水泵軸承室不同心，電機轉子垂直度差，電機軸承有碰磨現象，造成了B凝結水泵組振動大。經過一段時間的運行，電機軸承磨損到一定程度，電機組裝過程產生的碰摩外力消失，電機滿負荷時振動降低，經過運行摩擦一段時間后，電機轉子在垂直方向自動找正。

四、結束語

凝結水泵振動將會對泵組和電廠的安全穩定運行帶來極大隱患，因此，必須針對具體的振動情況進行具體分析，并相應采取有效的處理措施，將振動消除或控制在規范允許范圍以內，為提高凝結水泵組和發電機組的運行穩定性和發電效率發揮作用。

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