電廠鍋爐給水泵振動(dòng)原因分析及處理措施

馮帥 韓志忠

摘 要：給水泵作為電廠的重要輔助設(shè)備，一旦其出現(xiàn)故障或者事故問題，將會(huì)引起發(fā)電機(jī)組停運(yùn)等情況，造成發(fā)電量的損失。而引起給水泵運(yùn)行問題的主要原因就是振動(dòng)。為此，本文對(duì)電廠給水泵振動(dòng)原因進(jìn)行細(xì)致分析，并提出了合理的處理措施。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐;水泵振動(dòng);原因;措施

引言

隨著用電量的不斷增加，人們對(duì)于電力的供應(yīng)要求也在不斷提高，發(fā)電企業(yè)的電能生產(chǎn)壓力逐漸加重。在目前發(fā)電廠運(yùn)行中，給水泵振動(dòng)異常故障不斷增多，這使得給水泵運(yùn)行存在較大的危險(xiǎn)，不僅造成了電能的消耗，也對(duì)周邊人員構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，所以加強(qiáng)對(duì)給水泵振動(dòng)故障產(chǎn)生原因的分析是尤為必要的。

一、設(shè)備概述

電廠中高壓鍋爐給水泵的作用是將除氧器儲(chǔ)水箱內(nèi)具有一定溫度、除過氧的水，提高壓力后輸送給鍋爐，以滿足鍋爐用水的需要。某電廠使用3臺(tái)高壓鍋爐給水泵，設(shè)計(jì)使用工況為二用一備。該水泵為臥式多級(jí)離心泵，額定流量為150m3/h，額定揚(yáng)程為985m，額定轉(zhuǎn)速為2990r/min，配用高壓電機(jī)功率710kW。

3臺(tái)鍋爐給水泵運(yùn)行調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，3#水泵驅(qū)動(dòng)端水平方向出現(xiàn)振動(dòng)嚴(yán)重超差現(xiàn)象，其他方向振動(dòng)都正常，判斷振動(dòng)值是否合格的依據(jù)是GB/T29531—2013《泵的振動(dòng)測(cè)量與評(píng)價(jià)方法》中A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，此泵屬于GB/T29531—2013中第三類，在A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中泵組最大振動(dòng)值不能超過1.8mm/s。電廠使用的檢測(cè)振動(dòng)儀器是手持式簡(jiǎn)便測(cè)振儀，測(cè)試時(shí)水泵流量為155m3/h、揚(yáng)程為980m。

水泵驅(qū)動(dòng)端水平方向振動(dòng)值嚴(yán)重超差，在此情況下水泵不能長(zhǎng)期運(yùn)行，影響電廠安全生產(chǎn)。電廠維修班組和水泵生產(chǎn)廠家對(duì)水泵同軸度、動(dòng)平衡進(jìn)行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器同軸度平行為0.08mm，角度為0.09mm，動(dòng)平衡值為21g，基本在可用范圍之內(nèi)。為了解決振動(dòng)問題，廠家把轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡做到3g，重新安裝后同軸度水平和角度調(diào)整到0.04mm，重新開機(jī)測(cè)試水泵驅(qū)動(dòng)端水平方向振動(dòng)值為8.5mm/s，幾乎沒有什么變化，可見振動(dòng)超差不是同軸度和動(dòng)平衡的原因。

二、結(jié)合頻譜分析技術(shù)分析振動(dòng)原因

相關(guān)技術(shù)人員帶著傳感器和便攜式機(jī)泵健康診斷分析系統(tǒng)到該電廠進(jìn)行振動(dòng)原因的查找工作。

到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后首先對(duì)振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，振動(dòng)特征值一致，此外還測(cè)試了泵底腳、基礎(chǔ)、管道振動(dòng)值以及泵底腳、基礎(chǔ)、管道振動(dòng)值。

測(cè)試泵實(shí)際轉(zhuǎn)速為2992 r/min，測(cè)試記錄各個(gè)方向振動(dòng)頻譜圖。由于泵軸承處其他值都處于優(yōu)的范圍內(nèi)，圖1 只給出泵驅(qū)動(dòng)端水平方向振動(dòng)頻譜圖。

由圖1可以看出，此泵振動(dòng)主要是由1倍頻49.87Hz引起。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，引起1倍頻振動(dòng)超標(biāo)的常見原因有以下5個(gè)：（1）聯(lián)軸器同軸度超標(biāo);（2）轉(zhuǎn)子不平衡;（3）基礎(chǔ)或者連接螺栓松動(dòng);（4）底腳未調(diào)平;（5）軸彎曲。

3#泵本次調(diào)試振動(dòng)值超標(biāo)，由測(cè)量值來(lái)看，好像只是一個(gè)簡(jiǎn)單的1倍頻振動(dòng)超標(biāo)，但是可以排除常見的5種1倍頻故障問題，所以需要進(jìn)一步研究分析振動(dòng)的原因。

三、振動(dòng)最終原因查找和解決措施

由于3#水泵只有在驅(qū)動(dòng)端水平方向1倍頻振動(dòng)超標(biāo)，其他方向都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的A級(jí)水平，說(shuō)明3#泵振動(dòng)應(yīng)該由驅(qū)動(dòng)端引起，上面查找原因時(shí)已經(jīng)排除了常見的引起1倍頻振動(dòng)超標(biāo)的原因，現(xiàn)在懷疑故障可能由聯(lián)軸器引起。

本臺(tái)水泵使用的是彈性柱銷聯(lián)軸器，拆掉柱銷后，對(duì)聯(lián)軸器各加工尺寸進(jìn)行測(cè)量，聯(lián)軸器各加工尺寸都在合格范圍內(nèi)，在測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)水泵泵軸聯(lián)軸器柱銷孔間距d不一致。用游標(biāo)卡尺測(cè)量，測(cè)量泵軸聯(lián)軸器柱銷孔間距最大處為56.9mm，最小處為56.2mm，誤差為0.7mm。聯(lián)軸器柱銷孔間距測(cè)量一般是小于0.2mm為合格（如果聯(lián)軸器是人工用普通鉆床加工的一般可放寬到0.3mm），3#水泵泵聯(lián)軸器誤差為0.7mm，為嚴(yán)重超標(biāo)。這種誤差超標(biāo)可能是加工時(shí)工裝松動(dòng)導(dǎo)致的。此次3#水泵振動(dòng)超標(biāo)有可能是柱銷孔間距超差導(dǎo)致，需要對(duì)其進(jìn)行更換測(cè)試。

新泵聯(lián)軸器發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)后，測(cè)量間距誤差為0.2mm，更換泵聯(lián)軸器并將聯(lián)軸器同軸度調(diào)整到0.05mm后開機(jī)測(cè)試，振動(dòng)值全部達(dá)到國(guó)家A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中泵驅(qū)動(dòng)端水平方向振動(dòng)值為0.8mm/s。

高壓鍋爐給水泵的正常運(yùn)行，為電廠按時(shí)投產(chǎn)提供了保障。

四、故障再現(xiàn)試驗(yàn)及故障特點(diǎn)總結(jié)

本次高壓鍋爐給水泵振動(dòng)問題是由于泵聯(lián)軸器柱銷孔間距超差導(dǎo)致，目前對(duì)于聯(lián)軸器柱銷孔間距超差引起水泵故障的研究和試驗(yàn)還很少有人做，為了確定聯(lián)軸器柱銷孔加工誤差對(duì)水泵振動(dòng)的影響程度，和此故障的表現(xiàn)形式，方便以后解決振動(dòng)問題參考，在水泵生產(chǎn)廠家水泵試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行聯(lián)軸器柱銷孔間距超差故障再現(xiàn)試驗(yàn)。

本次試驗(yàn)針對(duì)臥式多級(jí)離心泵、臥式雙吸離心泵兩種泵型各2個(gè)泵型號(hào)，使用柱銷孔誤差聯(lián)軸器數(shù)據(jù)為0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm和0.8mm共5種。經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)：

（1）聯(lián)軸器柱銷孔誤差對(duì)雙吸泵和多級(jí)泵有不同影響，多級(jí)泵影響更大，誤差0.3mm及以上時(shí)振動(dòng)快速加大，雙吸泵0.5mm及以上開始快速變大。（2）振動(dòng)頻譜主要以1倍頻為主。（3）柱銷孔間距誤差引起的振動(dòng)都是水泵驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)大，非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)處于合格范圍內(nèi)或者基本是驅(qū)動(dòng)端的1/2以下。（4）電機(jī)振動(dòng)特征同水泵。

由以上可以得出，水泵或電機(jī)驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)較大并且非驅(qū)動(dòng)振動(dòng)不大時(shí)即可以考慮存在聯(lián)軸器柱銷孔超差故障，有測(cè)量頻譜條件時(shí)可以測(cè)量振動(dòng)較大方向頻譜，此故障以1倍頻為主，由于對(duì)不同規(guī)格水泵柱銷孔偏差影響有區(qū)別，假如出現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)較大而非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)不大現(xiàn)象時(shí)，即便柱銷孔間距誤差只有0.3mm也應(yīng)該更換為誤差0.2mm以下聯(lián)軸器測(cè)試。

以上試驗(yàn)結(jié)果特征寫入上海航天動(dòng)力科技工程有限公司機(jī)泵健康診斷系統(tǒng)故障庫(kù)，這樣機(jī)泵健康診斷系統(tǒng)監(jiān)測(cè)運(yùn)行水泵振動(dòng)時(shí)可以根據(jù)監(jiān)測(cè)振動(dòng)結(jié)果自動(dòng)給出診斷結(jié)果。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，造成給水泵振動(dòng)的原因多且雜。在實(shí)際運(yùn)行中，需要工作人員結(jié)合實(shí)際情況，采取合理的處理措施，從而降低振動(dòng)故障的影響，加強(qiáng)給水泵的安全穩(wěn)定性，最終確保電廠能耗傳輸?shù)挠行浴⒓皶r(shí)性。

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