火電廠給水泵振動原因及排除對策

曹斌

摘? 要：給水泵是火電廠的重要設(shè)備，對于火電廠的運行具有重要的作用。在實際的運行中，受到不同因素的影響，給水泵經(jīng)常出現(xiàn)異常的振動，影響了火電廠的安全運行，這就需要對于給水泵異常振動的原因進(jìn)行查找，并及時的采取相應(yīng)的排除措施，確保電廠穩(wěn)定運行。本文論述了給水泵常見的振動類型，分析了給水泵異常振動的原因，結(jié)合實際工作經(jīng)驗給出了故障排除對策，以供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠? 給水泵? 振動原因? 排除對策

中圖分類號：G80? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（b）-0049-03

Abstract： Water supply pump is an important equipment of thermal power plant， which plays an important role in the operation of thermal power plant. In the actual operation， affected by different factors， the abnormal vibration of the feed water pump often occurs， which affects the safe operation of the thermal power plant. Therefore， it is necessary to find out the cause of the abnormal vibration of the feed water pump， and take corresponding elimination measures in time to ensure the stable operation of the power plant. This paper discusses the common vibration types of the feed pump， analyzes the causes of the abnormal vibration of the feed pump， and gives the troubleshooting countermeasures based on the practical work experience for reference.

Key Words： Thermal power plant; Feed pump; Vibration cause; Elimination countermeasures

給水泵是火電廠重要的輔助設(shè)備之一，對于機(jī)組的安全運行具有重要的影響，同時，它還是高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備，很容易發(fā)生動靜摩擦引發(fā)設(shè)備損壞，影響電廠的運行成本。在實際的電廠運行中，為了適應(yīng)火電廠發(fā)展需要，給水泵也逐漸的向高轉(zhuǎn)速、超高壓的方向發(fā)展，振動問題逐漸的凸顯出來。給水泵在振幅較小的情況下，一般不會影響機(jī)組的正常運行，但如果振幅較大就會引發(fā)一系列問題，比如會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的變形，葉片損壞等，因此，要重視給水泵異常振動的原因，并及時的進(jìn)行故障排除。

1? 給水泵的振動分類

根據(jù)振動頻率的不同，給水泵的振動可以分為低頻振動、工頻振動、二倍頻振動以及多頻振動。低頻振動產(chǎn)生的原因主要是油膜振蕩以及油膜渦動等引起的。工頻振動主要是轉(zhuǎn)子或葉輪產(chǎn)生磨損、旋轉(zhuǎn)部件發(fā)生偏轉(zhuǎn)、葉輪的流道被堵塞等原因引起的。二倍頻振動主要是給水泵機(jī)組之間的軸不對中引起的。多倍頻振動的危害很大，產(chǎn)生的主要原因是軸承的松動或者是其它零件的松動導(dǎo)致的，在實際生產(chǎn)中，軸承的松動比較常見。此外，還有汽蝕引起的振動，通常這種振動產(chǎn)生的噪聲比較大，以及給水泵的電機(jī)出現(xiàn)的電磁振動、水泵內(nèi)部壓力過大引發(fā)的流體部件振動、由于聯(lián)軸器松動引發(fā)的邊頻帶振動等。

2? 引起給水泵異常振動的主要原因

2.1 轉(zhuǎn)子失衡或不對中

轉(zhuǎn)子失衡引起的振動特點是：在臨界轉(zhuǎn)速以下振幅隨轉(zhuǎn)速的增加而增加，臨界轉(zhuǎn)速以上隨著轉(zhuǎn)速的增加振幅會逐漸降低，之后趨于穩(wěn)定，在接近臨界轉(zhuǎn)速時引發(fā)共振。在實際的運行過程中，由于水泵葉片長期運行受到磨損，或者是受到腐蝕會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)失衡情況。此外，葉輪上平衡塊的位移或者是重量發(fā)生變化，或者是經(jīng)過檢修后沒有進(jìn)行平衡校正等也會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失衡。轉(zhuǎn)子的不對中產(chǎn)生的主要原因是安裝過程中出現(xiàn)的誤差，或者是運行過程中由于部件受熱不均勻引發(fā)的膨脹、磨損或者是變形引起的。

2.2 動靜間隙配合不當(dāng)

給水泵的振動故障還有可能是由于轉(zhuǎn)子與靜止部件間的配合不當(dāng)引起的。動靜配合不當(dāng)引發(fā)的振動波動時間長，而且發(fā)生動靜碰磨時會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的剛度發(fā)生變化。由于部件磨損，動靜碰撞會讓轉(zhuǎn)子的振動狀態(tài)發(fā)生改變，轉(zhuǎn)子的運動會受到限制。摩擦?xí)尳o水泵的零部件產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)彎曲變形，如果長時間的運行，就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的剛度以及固有的頻率發(fā)生變化，從而引發(fā)自激振動。

2.3 支撐系統(tǒng)故障

軸承座以及基礎(chǔ)底座等支撐系統(tǒng)的狀態(tài)是否良好對于水泵的安全運行有重要的影響。一般情況下，聯(lián)接剛度不足以及基礎(chǔ)不良等都有可能引發(fā)細(xì)微的振動，與其它的不平衡振動引發(fā)的頻率重合后就會產(chǎn)生共振，引發(fā)水泵的振動。多數(shù)情況下，是由于軸承座與臺板之間的連接剛度不足引發(fā)的振動。基礎(chǔ)不良是由于給水泵的基礎(chǔ)底座不牢固引起的地腳螺栓松動或者是基礎(chǔ)下沉，從而會導(dǎo)致基礎(chǔ)頻率與其它的頻率重合產(chǎn)生共振，引發(fā)水泵振動。

2.4 油膜振蕩引發(fā)的振動

油膜振蕩是在大型的轉(zhuǎn)動機(jī)械中經(jīng)常發(fā)生的一種軸承的自激振動。在正常的運行中，承載軸承轉(zhuǎn)動的量是壓力和速度，其中，壓力是軸承承載力的關(guān)鍵，當(dāng)壓力逐漸變小至消失時，軸承就不承擔(dān)承載作用，單純的速度就會使大量的潤滑油流入，讓軸心抬高，潤滑油的抬升作用會引發(fā)軸心產(chǎn)生渦動，當(dāng)渦動速度與第一臨界轉(zhuǎn)速相合后就會產(chǎn)生共振，也就是油膜振蕩。在實際的運行中，轉(zhuǎn)子正向渦動，軸瓦內(nèi)的壓力波動較大時就是發(fā)生了油膜振蕩。

2.5 流體流動異常引發(fā)的振動

水泵管路內(nèi)流體不正常的原因與管路系統(tǒng)的設(shè)計有關(guān)，主要是與水泵的運行狀況有關(guān)。在水泵運行的過程中，水力的沖擊和汽蝕是引起水力振動的主要原因。水力沖擊方面，主要是由于動葉和導(dǎo)葉的組裝位置在同一個方向，葉片的水力沖擊會因為導(dǎo)葉的疊加作用引發(fā)振動，當(dāng)振動頻率與水泵的固有頻率重合時就會產(chǎn)生共振。汽蝕方面，汽蝕過程是反復(fù)沖擊的過程，會產(chǎn)生較大的脈動力，產(chǎn)生的頻率與其它頻率重合就會產(chǎn)生共振，引發(fā)振動，如果振動故障不及時排除，還會引發(fā)更多的汽蝕現(xiàn)象，形成惡性循環(huán)。

3? 給水泵常見故障排除對策

3.1 轉(zhuǎn)子失衡或不對中

為了解決轉(zhuǎn)子的失衡問題，在給水泵的安裝過程中，要做好調(diào)試工作，可以利用平衡實驗的方法來調(diào)整轉(zhuǎn)子的質(zhì)心位置，確保轉(zhuǎn)子達(dá)到穩(wěn)定運行的平衡要求，如果在實際運行中出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，要及時的進(jìn)行動平衡調(diào)整。轉(zhuǎn)子不對中的解決對策是在水泵安裝以后或者是檢修后要找準(zhǔn)中心，暖泵時做好暖泵工作，尤其是外界溫度比較低的情況下，要充分的進(jìn)行暖泵，防止由于暖泵不充分導(dǎo)致的泵體受熱不均引發(fā)變形以及中心不正等，此外，管路的設(shè)計要合理，管路的重量以及受熱后的膨脹推力要在合理的范圍內(nèi)。

3.2 動靜配合不當(dāng)?shù)奶幚?/p>

轉(zhuǎn)子與靜止部件之間的間隙不合理引發(fā)的振動，要先查看是否有泵體變形或者是泵軸有無出現(xiàn)彎曲的情況，如果是因為動靜部件之間的摩擦引發(fā)的振動，要擴(kuò)大動靜部件的間隙，減少摩擦，同時盡量減少外部對水泵的干擾。此外，這類故障的發(fā)生往往伴隨著轉(zhuǎn)子的失衡現(xiàn)象，有時軸向推力也會發(fā)生變化，因此，這類故障的排除要綜合考慮外部因素，采取多種措施來排除故障。

3.3 支撐系統(tǒng)異常處理

支撐系統(tǒng)故障的處理主要是加固基礎(chǔ)座，定期檢查地腳螺栓是否有松動現(xiàn)象，如果有，要及時緊固地腳螺栓，提高軸承座與臺板之間的連接剛度。連接剛度可以通過測量軸承座上的測點的振幅來確定，一般情況下，軸承座的高度差為100mm范圍內(nèi)的同一軸向位置上的振幅差在4?m以內(nèi)，說明剛度良好，如果振幅大于4?m，就可以判定剛度不足，要提高連接剛度。

3.4 油膜振蕩故障排除

油膜振蕩問題，通常利用提升轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速就可以很好的解決，但如果給水泵已經(jīng)投入使用，這種方式就不再適用。經(jīng)常用到的降低油膜振蕩的措施是利用反漩渦技術(shù)來對圓周方向的油流進(jìn)行干擾，或者是讓轉(zhuǎn)子在較大的偏心率狀況下運行來有效的抵消渦動。此外，也可以通過改變軸承的形狀來干擾渦動。

3.5 流體異常的故障排除

對于此類問題的解決，給水泵的選擇工作要做好，性能要優(yōu)良，要符合實際的電廠運行要求，防止由于水泵的性能不穩(wěn)定引發(fā)流體流動異常情況。對于水力振動的防止措施是可以適當(dāng)?shù)脑黾尤~輪和導(dǎo)葉之間的距離，也可以通過變更流道的線型來降低振幅。為減弱水力沖擊，也可以將動葉和導(dǎo)葉按照合適的距離進(jìn)行交錯安裝。為減少汽蝕發(fā)生的幾率，可以在首級葉輪上安裝誘導(dǎo)輪或者是雙重翼葉輪等，也可以通過設(shè)置前置泵或者是減少管路的阻力損失等措施防止此類故障發(fā)生。

4? 結(jié)語

做好電廠給水泵的振動處理工作對于火電廠的穩(wěn)定運行具有重要的作用。在實際的運行過程中，檢修人員要定期的進(jìn)行零部件的檢修，根據(jù)引起給水泵異常振動的因素，綜合的采取預(yù)防措施，降低給水泵異常振動的情況，確保電廠安全穩(wěn)定的運行。

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