油箱導致油泵振動大原因分析及處理

摘要：發電廠主機和小汽機的潤滑油泵一般為立式泵，安裝在油箱頂板上，靠油箱支撐，常規的振動處理方法有檢查泵的動靜間隙、泵基礎找平、軸系找中、更換電機軸承等，現針對調試期間油箱導致油泵振動大現象，通過現場檢修人員的檢查和試驗，找到了振動的根源和處理方法。

關鍵詞：交流油泵;振動;剛性支撐

0 ? ?引言

國家電投集團協鑫濱海發電有限公司一期工程2×1 000 MW機組調試期間，小汽機的8臺交流潤滑油泵有7臺出現了電機單轉正常，但帶泵運行時電機上端水平方向振動超標的現象。解體油泵檢查，仍不能消除振動，后來經過現場試驗、測量、分析，最終判斷為油泵支撐剛性不足，通過在油箱內部、油泵基礎下方增加剛性支撐，解決了6臺交流油泵的振動超標問題。本次振動處理方法特殊，對同類立式油泵及水泵振動處理具有良好的借鑒作用。

1 ? ?振動情況介紹

1.1 ? ?交流油泵布置

該1 000 MW超超臨界燃煤發電廠一期工程有兩臺汽輪發電機組，每臺機組有兩臺上汽廠生產的小汽機，每臺小汽機潤滑油系統獨立布置，每個油箱上安裝兩臺交流油泵、一臺直流油泵、排煙風機及管道等設備，小汽機及油系統均為上海汽輪機廠配套供貨。潤滑油系統采用模塊集裝式設計，8臺交流潤滑油泵為上海某公司制造，型號為FLY55-73，流量為55 m3/h，出口油壓為0.6 MPa，由容量為37 kW的防爆交流電動機拖動，電機型號為YB3200L2-2，由佳木斯電機股份有限公司制造，轉速2 950 r/min。

油箱上安裝有兩臺交流油泵、一臺直流油泵、兩臺排煙風機等設備，油箱內部支撐如圖1所示。

1.2 ? ?前期振動處理過程介紹

2017年5月份，一期工程1號機組調試期間，兩臺小汽機有三臺交流油泵電機上軸承水平方向振動超標，其中振動最大的1A給水泵B交流油泵電機上軸承水平東西方向振動值為0.15 mm，油箱供貨廠家到現場檢查后分析振動原因為電機定子殼體鑄造不均勻，但可以長期運行。

油泵振動超標，給機組運行埋下了隱患，電廠不同意油泵廠家意見，協調設備廠家進行了深度的現場解體檢查。

首先，脫開聯軸器，電機轉子轉動靈活，軸承無磨損、油隙合格，進行單體試轉，各個方向的振動值均在0.05 mm以內，運行無異音。

然后，盤動油泵，轉子轉動靈活，無異音;解體檢查油泵，軸承油隙正常，轉動靈活，無異音;葉輪口環間隙合格，未發現碰磨痕跡;電機與油泵齒形聯軸器接觸不均勻，更換了聯軸器;為了徹底排除軸承因素，更換了油泵軸承。

油泵就位后，復查油泵出口法蘭之間無相互推力，排除油泵出口管影響因素。

對泵和電機進行了轉子對中調整，中心合格。

回裝后試運，電機上部水平東西方向振動值仍然達到0.20 mm，經過多次對泵基礎各固定螺栓的緊力調整，振動值下降至0.13 mm。A油泵底座螺栓經過調整，電機上部水平東西方向振動值由0.12 mm下降至0.09 mm。相同現象，1B小汽機A油泵電機上部水平東西方向振動值為0.11 mm，經過調整油泵底座固定螺栓，沒有好轉。

本次檢查維修未能找到振動超標的根本原因，未能解決油泵電機振動大的問題，鑒于油泵和電機電流正常，轉動無異音，振動無擴大趨勢，且1號機組調試工期緊張，電廠決定先投用振動較小的油泵，密切關注油泵振動，待階段性調試結束后停小汽機處理。同時，經過與設備廠家溝通，設備廠家承諾提供一臺新油泵，停機后換泵試運，如果振動合格，更換其他振動超標的油泵。

2017年7月份2號，機組調試期間，2A小汽機潤滑油A、B交流油泵電機和2B小汽機潤滑油A交流油泵電機存在同樣的問題，振動值大于0.05 mm的合格標準。廠家的新泵到達現場后，替換其中一臺油泵，但電機上軸承處水平振動仍有0.17 mm，通過調整油泵和電機地腳螺栓，振動降低至0.12 mm，說明油泵沒有問題，需要尋找其他處理方法。

此時，兩臺機組有6臺交流油泵電機上軸承處水平方向振動超標，且油箱上備用油泵、管道、爬梯存在異常振動現象，測量數據如表1所示。

2 ? ?原因分析及處理措施

2.1 ? ?原因分析

引起立式泵振動的原因通常有：（1）轉子不平衡、轉子對中不合格、動靜摩擦、轉動部分松動等;（2）基礎水平度不合格、地腳螺栓松動;（3）電機缺陷：轉子不平衡、軸承油隙不合格等。

經過以上檢查維修，可以排除交流油泵及電機本身的因素。經機組運行觀察，除了運行油泵電機振動之外，相鄰油泵及油箱上的管道、爬梯都存在不同程度的振動，所以電廠技術人員商定先從外部查找原因，采用加強油泵基礎剛度的方案進行處理。

方案：用10號槽鋼和厚10 mm的鋼板制作一套加固油泵基礎的工具，在油箱頂板上面將一臺小汽機的兩臺交流油泵基礎用加固工具連接在一起，提高油泵基礎剛度。

兩臺油泵基礎加固完成，重新啟動油泵，振動有所下降，但電機上部水平方向的振動值仍然超標，說明油泵基礎加固方案不理想。

查找了油箱安裝圖紙，油箱各部分板材厚度如下：頂板14 mm，側板10 mm，內部隔板10 mm。四周加強槽鋼為10號槽鋼，支撐頂板的為8號槽鋼。因油箱頂板面積大，3臺油泵距離較近，下方沒有單獨的豎直方向的剛性支撐，為確認油箱頂板剛度是否影響振動，進行現場測量，得知振動均以工頻為主，確定油泵基礎剛性不足、基礎不易找平為油泵振動的主要原因。

為防止運行期間油泵振動擴大，損壞設備，甚至造成系統斷油，電廠決定運行和檢修人員加強監視，停機后立即對4個油箱的頂板進行水平和豎直方向的加固，增強頂板的剛性，減小泵振動對油箱上其他管道及設備的影響。

2.2 ? ?處理措施

2號機組調停期間，兩臺小汽機油箱倒油、清理，電廠技術人員確定了水平支撐和豎直方向支撐點的加裝位置。支撐加裝方案為：2臺交流油泵下方（直流油泵基礎暫不加固）加裝3根120 mm水平槽鋼和6個豎直方向的支撐點;先在油箱頂板下方焊接3根10號槽鋼，每間隔300 mm點焊10 mm長的焊縫，確保2臺油泵基礎下方為一個整體;每個豎直方向支撐點采用DN100的SS304不銹鋼管做剛性支撐，為了立管底部支撐穩定性，立管底部焊接了200 mm×200 mm的鋼板作為底座，然后通過調整每個立管頂部的螺栓長度，測量油泵基礎水平合格，鎖緊立管頂部的調整螺栓并點焊，再次測量油泵基礎水平，水平度應控制在0.05 mm/m以內，確保油泵軸系豎直，運行期間油泵下方不存在擺動。

圖2粗線位置為新增水平方向的支撐，圓點為豎直方向的支撐點。

2.3 ? ?處理結果

油箱頂板加固新的支撐后，2號機組4臺交流油泵振動全部合格，電機上端的振動改善最明顯，經過一段時間的運行觀察，振動沒有回彈，運行穩定，證明加固措施非常有效。加固后振動值如表2所示。

確定處理措施有效，1號機調停期間，對兩臺小汽機的油箱按照同樣方法進行了加固，油泵運行后，振動下降，運行穩定。

3 ? ?結語

本次處理，首先通過現場檢查，排除了油泵和電機本身的不利因素;然后通過專業測振儀器進行測量，并結合油箱結構及設備布置，得出了油箱頂板剛度不足導致油泵基礎不穩的真正原因，找準了解決問題的切入點;確定了詳細的加固方案并得以實施，有效解決了兩臺機組小汽機交流油泵電機振動超標問題，降低了機組運行風險，為機組長周期、安全運行提供了安全保障，同時為解決同類型立式泵振動問題提供了良好的經驗反饋，也為新建機組在設計、制造期間避免此類缺陷敲了一次警鐘。

[參考文獻]

[1] 曹景芳，吳昌浩，李夢林.立式凝結水泵電機振動大的原因分析與處理[J].華電技術，2017，39（7）：54-56.

收稿日期：2020-07-09

作者簡介：華東奇（1977—），男，河南葉縣人，工程師，從事火電機組汽機生產技術管理工作。