电厂给水泵异常振动分析与处理

安荣朝

(山东电力建设第三工程公司,山东青岛 266100)

电厂给水泵异常振动分析与处理

安荣朝

(山东电力建设第三工程公司,山东青岛 266100)

作为电厂的心脏,给水泵的振动问题不容忽视。针对电厂给水泵异常振动问题,根据不同的振动特征,分类论述了给水泵振动故障产生的原因,并概括了其处理方式。

电厂 给水泵 振动

1 引言

在转动机械运行中,振动是的常见故障,幅度很小的振动不会对其正常运行产生影响,但是发生严重的幅度较大的振动时会影响整个机组的正常运行。作为电厂的心脏,给水泵的振动问题不容忽视。在大容量、高参数机组快速发展的形势下,给水泵的振动问题变得尤为突出。

给水泵内部存在着机械和水力产生的动态力,因此大量的振动不可避免。给水泵振动的诱因复杂,下面按照给水泵的振动特征,分类介绍电厂给水泵振动产生的原因。

2 给水泵振动原因分析

2.1 转子失衡和转子不对中

2.1.1转子失衡

在临界转速以下时,因转子失衡而引起的振动振幅随转速增加而增加,在临界转速以上时,随转速增加振动振幅趋近于一个较小的稳定值,在接近临界转速时发生共振,此时振幅达到最大峰值。

其振动机理为：给水泵转子的各个横截面的质心连线与各截面的几何中心的连线不重合使转子在旋转时各截面的离心力构成一个空间连续力系,造成转子的挠度曲线为一连续的三维曲线。在高转速情况下,质量偏心即使数量很小也会产生很大的离心力。这个空间离心力系和转子的挠度曲线以与转子的转速相同的速度旋转,从而使转子产生工频振动。

2.1.2转子中心不对中

发生转子中心不对中时轴承油膜压力反向变化,转子轴向振动或径向振动的较大频率分别为1倍频和2倍频,并且有联轴器偏转、油膜失稳、轴承损坏、轴弯曲变形,振幅随给水泵轴与原动机轴的偏心距大小变化而变。

给水泵转子中心不对中产生的原因不是制造误差就是安装误差,或者是由于运行条件不佳造成的,运行条件包括受热不均、部件的热膨胀和扭曲、磨损以及挠性的影响等多种情况。总的米说不对中的最终结果是在联轴器产生附加弯矩,由此可以看出联轴器的选择很重要。

2.2 给水泵的动静配合不当

转子与静止部件之间因间隙消失而发生动静碰磨是转动机械的常见故障之一,在给水泵的振动故障中有一类是由于动静部分配合不当而引起的。

给水泵此种振动的主频仍为工频,但振动信号中出现削波现象,振动的幅值和相位都具有波动特性,严重时会使振幅急剧增大,振动波动的持续时间长,并且在降速过临界转速时的振动一般较正常升速时大,宏观表现为功耗上升但功率下降。

2.3 支撑系统的故障

电厂给水泵的支撑系统通常有轴承座、基础底座、台板等,这一系统的状态是否良好关系到给水泵的安全运行。支撑系统的故障一般包括刚度不足、基础不良等,这些都会引起微小振动,当微小振动的固有频率与某些不平衡激振力频率重合时就会产生共振,从而强化了给水泵的振动,造成更大的损失。

2.4 油膜振荡

油膜振荡是采用油润滑滑动轴承支承方式的大型转动机械的转轴在轴承中发生的一种自激振动。正常工作时轴在油膜中旋转时承载其转动的量有两个,既速度和压力。压力是轴承承载能力的关键,压力在很小时轴承仅能承受轻载。当压力量消失时轴承就不能承担起承载作用了,此时单独的速度量会造成大量的流体流人从而抬高了轴心以便为其提供更多的空间。由于大量润滑油的连续抬升作用会导致轴心围绕轴承的中心发生涡动,当涡动达到平衡时其频率恰好是转动频率的一半,此时的涡动一般并不剧烈,当转轴转速升高到比第一临界转速的2倍稍高后,半速涡动的涡动速度与转轴的第一阶临界转速相合即产生共振,表现为强烈的振动现象,这便为油膜振荡∞J。油膜振荡一旦发生就将始终保持转子一阶临界转速的涡动频率,不再随转速的升高而升高。

2.5 原动机的故障

驱动给水泵运转的原动机也是转动机械,也有可能产生故障或者振动,从而引起或者带动给水泵振动。

3 处理方式

给水泵振动剧烈,超越报警值时,必须对其进行处理。首先进行频谱分析,确定故障原因,及时进行故障处理。同时还应该做好日常维护工作。

(1)为保证转子质量平衡,电厂给水泵在安装调试前必须进行动、静平衡试验,调整转子质心位置,使不平衡力减小到能够满足稳定运行为止。在运行时出现不平衡,可以进行现场动平衡。

(2)转子不对中的预防措施为在给水泵安装或检修后找对中心,暖泵时应充分暖泵避免因温差从而使泵体变形、中心不正,合理设计管路不应让管路的本身重量或膨胀推力使轴心错位。

(3)当振动是由于给水泵的动静部分配合不当引起时,应查看泵体是否变形或者泵轴是否弯曲,如果是因为摩擦而产生的振动应采取扩大动静间隙的方法减小摩擦,在运行时尽量减少外界对给水泵的扰动,也可以随着振动的变化调整轴颈的中心位置。

(4)支撑系统的故障最好的处理方式是提高轴承座的刚度,加固基础,紧固地脚螺栓。

(5)对于流体流动异常的另外两方面因素的最好预防措施就是选用性能优良的给水泵,掌握好给水泵的运行特性,避免其在不稳定工况下运行。

4 结语

分析电厂给水泵振动故障的目的就是为了掌握事故机理、找出故障的原因、确定事故的严重程度。利用高效监测手段,从电厂给水泵振动故障的特征出发,可以快速、准确地确定故障原因和发生位置。在此基础上改善设备条件、优化运行手段,以便及时、正确地预防和识别系统的故障,尽可能地避免安全事故和经济损失的发生。

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安荣朝(1981-),男,助理工程师,主要从事电厂设备安装、检修及调试方面的工作。