300MW機組汽動給水泵振動研究

俞鳴永 顧曉東

摘要：太倉協鑫電廠300MW機組全部采用的是上海電力修造總廠生產的DG600-240型多級離心式給水泵，每臺機組配備兩臺汽動給水泵組及一臺電動給水泵組。目前存在多臺汽泵軸振大缺陷，4號機組A汽泵自2008年12月機組A修時返廠進行了檢修，修后3瓦軸振一直超標，最大時達到90μm 。4號機組B汽泵4瓦軸振最大達到120μm ，5號機組大修后5A汽泵啟動時發現驅動端（3瓦）軸振超標最大時達到130μm，但是就地測量瓦振正常為0.01-0.03mm之間，解體后發現軸頸表面存在鍍鉻現象，就地盤動轉子測量晃動0.01mm，確定最終原因為渦流傳感器受軸徑鍍鉻層影響造成測量偏大。

關鍵詞：汽動給水泵；振動；表面鍍鉻層

目前我公司300MW機組全部采用的是上海電力修造總廠生產的DG600-240型多級離心式給水泵。 2008年8月22日，4號機組A修期間，將4A汽泵芯包返廠檢修（返回上海電力修造總廠檢修），修后存在4A汽泵3瓦軸振大缺陷，最大達到90μm。

5號機A汽泵自2009年11月份隨機組A修時進行返廠檢修（返回上海電力修造總廠檢修），共計花費18.8萬元。大修后啟動時發現驅動端（3瓦）軸振超標最大時達到116μm，目前軸振基本維持在130μm左右。

2019年4月8日11時12分，4號機B汽動給水泵#4瓦軸振最大達到120.29μm（跳泵保護為120μm），4號機B汽動給水泵跳閘。

綜上所述，汽動給水泵振動大嚴重影響機組穩定安全運行，因此有必要對汽動給水泵軸振大真實原因及處理進行深入研究。

1 、原因分析

1軸瓦間隙過大或超標。經過分析，軸瓦間隙超標或者過大時，就地瓦振必然振動值超標，實際檢查就地瓦振值只有11um，所以可以排除因軸瓦間隙過大或超標造成3瓦軸振大。2轉子動平衡的影響。設備安裝時整體動平衡檢驗，經過檢測動平衡量在1克以內（標準值小于5克）。所以可以排除動平衡量超標的影響。3聯軸器中心的影響。聯軸器中心超標對轉動設備振動影響很大，而且會隨著設備轉速上升有增大趨勢，檢修中將聯軸器中心控制在0.05mm范圍內，并且振動趨勢不是隨轉速上升而增大。所以可以排除聯軸器中心偏差大的影響4動靜摩擦引起的振動。檢修中將部件解體后沒有發現明顯的摩擦痕跡，并且在芯包安裝后盤動轉子檢查沒有摩擦的現象，所以可以排除動靜摩擦的影響。5測量振動的渦流傳感器受軸徑鍍鉻層影響造成測量偏大。由于渦流傳感器輸出的交流電壓與轉子振動幅值成正比，渦流傳感器對于鍍層（鉻）的靈敏度比轉子材質（40 OV/鑄鋼）的靈敏度大，測量過程中仍按常規轉子靈敏度進行設置，導致計算得到的振動幅值比真實振動大。

2019年5月，利用C修機會對5A汽泵3瓦（最大運行軸振130μm）手動盤車測量探頭電壓變化

① 5A汽動給水泵#3瓦電壓值變化

△最大電壓差值=10.72V-9.87V=0.85V

按照換算比率7.87V對應1mm，對應軸振為108？m，與正常運行情況下130μm較為接近。

2019年4月，利用停機機會對4A汽泵3瓦（最大運行軸振90μm）、4B汽泵3瓦（最大運行軸振60？m）、4瓦（最大運行軸振120μm）手動盤車測量探頭電壓變化

②4A汽動給水泵#3瓦電壓值變化

△最大電壓差值=10.39V-9.69V=0.7V

按照換算比率7.87V對應1mm，對應軸振為89μm，與正常運行情況下90μm吻合，就地百分表測量軸頸晃動為10μm。

③4B汽動給水泵#3瓦電壓值變化

△最大電壓差值=9.90V-9.60V=0.3V

按照換算比率7.87V對應1mm，對應軸振為40μm，與正常運行情況下60μm較為接近，就地百分表測量軸頸晃動為10μm。

④4B汽動給水泵#4瓦電壓值變化

△最大電壓差值=10.57V-9.77V=0.80V

按照換算比率7.87V對應1mm，對應軸振為101μm，與正常運行情況下100μm（最大120μm）較為接近，就地百分表測量軸頸晃動為10μm。

2、要因解析

嘗試將軸振探頭測量軸頸不同區域，發現探頭電壓基本無變化，綜上分析：認為軸振測量系統正常，但測量結果不能反映給水泵轉子的振動狀態；轉子存在虛假信號。

為確定導致軸振示值偏大的原因，揭開3瓦、4瓦瓦蓋，發現測量位置處有明顯的鍍鉻層，邊緣清晰可見。給水泵轉子因存在表面缺陷，機組A修期間，將給水泵返廠修理。水泵設備廠家對軸頸逬行修補，在軸頸表面實施鍍鉻處理，以達到良好的支承、潤滑效果。軸振測點位置落在鍍層范圍內。

3、應對措施及最佳方案確定

（一）利用檢修機會針對軸頸鍍鉻層進行車削處理。由于渦流傳感器輸出的交流電壓與轉子振動幅值成正比，渦流傳感器對于鍍層（鉻）的靈敏度比轉子材質（40 OV/鑄鋼）的靈敏度大，測量過程中仍按常規轉子靈敏度進行設置，導致計算得到的振動幅值比真實振動大，利用機組A修機會針對4號機A汽動給水泵3瓦，B汽動給水泵4瓦、5號機A汽動給水泵3瓦軸頸鍍鉻層進行車削處理。（二）更換測試傳感器。更換測試傳感器；更換為電容式位移傳感器或組合式探頭（接觸式探頭+電渦流傳感器）電容式位移傳感器是一種非接觸電容式原理的精密測量儀器，通過電容變化來表示振動的大小。組合式探頭適合用于軸表面沿周向材料磁特性變化的轉軸，可有效的避免軸頸材質的電、磁變化引起渦流探頭測量時所產生的虛假信號，有效的分離干擾信號，保留真實振動信號。（三）避開鍍鉻區域。避開鍍鉻區域：軸振信號中的虛假成分是由于轉子表面鍍鉻后表面材質發生變化造成的，最直接的處理方法是調整渦流傳感器安裝位置，使傳感器對應測量位置遠離鍍鉻區域。（四）確定最佳方案。根據以上一系列的的分析與對比選擇后，確定了300MW機組汽動給水泵軸振原因及處理方案：方案（一）利用機組A修機會針對4號機A汽動給水泵3瓦，B汽動給水泵4瓦、5號機A汽動給水泵3瓦軸頸鍍鉻層進行車削處理。

參考文獻：

[1]張征平，劉石 大型發電機轉子故障分析與診斷M]北京：中國電力出版社，2011.

[2]趙海燕 .高壓泵機組振動檢測方法研究[D]大連大連理工大學，2013.

（作者單位：太倉港協鑫發電有限公司）

作者簡介：

俞鳴永（1979-02），性別：男，籍貫 江蘇蘇州，中級，從事汽輪機設備管理研究。

顧曉東（1991-06），性別：男，籍貫江蘇蘇州，從事汽輪機設備管理研究。