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    高溫高壓鍋爐給水泵高頻振動研究

    2018-10-23 10:33:46
    冶金動力 2018年11期
    關鍵詞:氣蝕蝸殼給水泵

    張 劍

    (山東鋼鐵集團萊蕪分公司設備振動診斷中心,山東萊蕪 271104)

    1 現(xiàn)狀

    山鋼萊蕪分公司能源動力廠熱能車間50 MW發(fā)電機組2007年1月建成投產(chǎn),型號:N50-8.83,屬于高溫高壓汽輪發(fā)電機組,年發(fā)電能力為4.38億kWh。機組所配備的兩臺鍋爐給水泵由鄭州水泵有限公司生產(chǎn),型號DG190-140,流量:210 m3/h;揚程:1470 m;汽蝕余量:6 m;軸功率:1135.6 kW;轉(zhuǎn)速:2980 r/min。給水泵支撐軸承為滑動軸承,與電動機之間用膜片聯(lián)軸器聯(lián)接。

    兩臺鍋爐給水泵自投運以來,能夠滿足工況要求,但在日常點檢采集振動數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn),水泵軸承振動最大不超過 30 μm(振動標準≤50 μm),但總是感覺軸承室外殼用手接觸有種發(fā)麻現(xiàn)象,現(xiàn)場噪音較大,尤其是2#泵現(xiàn)象更明顯。對兩側(cè)軸承室進行解體檢查,軸瓦接觸痕跡良好,沒有劃痕。軸瓦的間隙、緊力也在規(guī)定范圍。

    2 問題分析

    針對存在的現(xiàn)象,對該給水泵正常運行條件下的振動進行了多參數(shù)采集。

    通過測量發(fā)現(xiàn)膜片式聯(lián)軸器有效地隔斷了電機與給水泵之間的振動。

    振動數(shù)據(jù)顯示:2008年8月份,采用SKF振動分析儀,數(shù)據(jù)如表1。

    表1 2008年8月

    水泵兩側(cè)振動位移良好,但按照振動標準ISO2372,振動速度超標嚴重(振動速度≤4.5 mm/s合格),尤其是水泵入口側(cè),說明存在高頻振動。這就解釋了為什么點檢時振動位移值合格,但有明顯的麻手感。在給水泵的出入口各方向的振動速度頻譜(圖1、2)中可以清楚地看到有明顯的7倍頻成分,應是某一部件的通過頻率,并且入口側(cè)明顯要大與出口側(cè)。這一現(xiàn)象符合水泵類設備常見的氣蝕故障特征,氣蝕有一重要特征就是,一般發(fā)生部位在泵的入口較明顯。由于振動位移值不超標準,水泵的出力也沒有出現(xiàn)問題,所以一直連續(xù)運行,保持關注。

    圖1 水泵入口側(cè)振動頻譜圖

    圖2 水泵出口側(cè)振動頻譜圖

    3 解體檢查

    水泵一直運行到2013年11月,水泵出力突然不足,由于機組已連續(xù)運行了6年,已達到一個大修周期,決定解體大修。經(jīng)過解體檢查發(fā)現(xiàn)如下問題:

    (1)每一級蝸殼的口環(huán)拆解后均發(fā)現(xiàn)在口環(huán)下面存在不同程度的沖刷情況??诃h(huán)與殼體之間的密封圈破損,水流沖刷造成各壓力腔室之間聯(lián)通,形成內(nèi)漏,降低了水泵出力。尤其是高壓出口腔與推力盤水室也出現(xiàn)了聯(lián)通。(見圖3)

    (2)入口側(cè)泵頭蝸殼腔室也有氣蝕和沖刷現(xiàn)象。(見圖4)

    圖3 中間中環(huán)

    圖4 入口側(cè)泵頭腔室

    (3)檢查葉輪,所有葉輪均良好,沒有磨損,可以清楚地看到葉輪有7個葉瓣。明顯證明7倍是葉輪的通過頻率。(見圖5)

    圖5 葉輪有7個葉瓣

    4 后續(xù)處理、驗證

    通過對蝸殼沖刷部位進行焊補加工,轉(zhuǎn)動部件組裝,進行動平衡,返廠恢復。根據(jù)氣蝕情況對運行參數(shù)進行調(diào)整,加大入口管道通流直徑。再次進行振動監(jiān)測。通過波形頻譜圖,見圖6,看到轉(zhuǎn)頻的7倍頻已經(jīng)非常小了,麻手現(xiàn)象明顯減輕。2014年1月恢復運行后的數(shù)據(jù),見表2,振動速度明顯變小。

    表2 2014年1月數(shù)據(jù)

    圖6 入口側(cè)檢修后水平振動頻譜圖

    5 結(jié)論

    高溫高壓多級給水泵非常容易出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。只要運行參數(shù)、振動值平穩(wěn),振動位移不超標,是可以滿足運行條件的。

    當出現(xiàn)葉輪通過頻率時,并不能說明葉輪出現(xiàn)了損傷,只能說明通流部分存在氣蝕現(xiàn)象。有可能是葉輪,也可能是腔室,均能引起流體波動,產(chǎn)生葉輪通過頻率。

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