電廠鍋爐給水泵振動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，將會引起發(fā)電機組停運等情況，造成發(fā)電量的損失。而引起給水泵運行問題的主要原因就是振動。為此，本文對電廠給水泵振動原因進行細致分析，并提出了合理的處理措施。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐;水泵振動;原因;措施

引言

隨著用電量的不斷增加，人們對于電力的供應要求也在不斷提高，發(fā)電企業(yè)的電能生產(chǎn)壓力逐漸加重。在目前發(fā)電廠運行中，給水泵振動異常故障不斷增多，這使得給水泵運行存在較大的危險，不僅造成了電能的消耗，也對周邊人員構(gòu)成了嚴重威脅，所以加強對給水泵振動故障產(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臺高壓鍋爐給水泵，設(shè)計使用工況為二用一備。該水泵為臥式多級離心泵，額定流量為150m3/h，額定揚程為985m，額定轉(zhuǎn)速為2990r/min，配用高壓電機功率710kW。

3臺鍋爐給水泵運行調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，3#水泵驅(qū)動端水平方向出現(xiàn)振動嚴重超差現(xiàn)象，其他方向振動都正常，判斷振動值是否合格的依據(jù)是GB/T29531—2013《泵的振動測量與評價方法》中A級標準，此泵屬于GB/T29531—2013中第三類，在A級標準中泵組最大振動值不能超過1.8mm/s。電廠使用的檢測振動儀器是手持式簡便測振儀，測試時水泵流量為155m3/h、揚程為980m。

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

二、結(jié)合頻譜分析技術(shù)分析振動原因

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

到達現(xiàn)場后首先對振動參數(shù)進行測試，振動特征值一致，此外還測試了泵底腳、基礎(chǔ)、管道振動值以及泵底腳、基礎(chǔ)、管道振動值。

測試泵實際轉(zhuǎn)速為2992 r/min，測試記錄各個方向振動頻譜圖。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)動端水平方向振動頻譜圖。

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

3#泵本次調(diào)試振動值超標，由測量值來看，好像只是一個簡單的1倍頻振動超標，但是可以排除常見的5種1倍頻故障問題，所以需要進一步研究分析振動的原因。

三、振動最終原因查找和解決措施

由于3#水泵只有在驅(qū)動端水平方向1倍頻振動超標，其他方向都能達到標準要求的A級水平，說明3#泵振動應該由驅(qū)動端引起，上面查找原因時已經(jīng)排除了常見的引起1倍頻振動超標的原因，現(xiàn)在懷疑故障可能由聯(lián)軸器引起。

本臺水泵使用的是彈性柱銷聯(lián)軸器，拆掉柱銷后，對聯(lián)軸器各加工尺寸進行測量，聯(lián)軸器各加工尺寸都在合格范圍內(nèi)，在測量時發(fā)現(xiàn)水泵泵軸聯(lián)軸器柱銷孔間距d不一致。用游標卡尺測量，測量泵軸聯(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，為嚴重超標。這種誤差超標可能是加工時工裝松動導致的。此次3#水泵振動超標有可能是柱銷孔間距超差導致，需要對其進行更換測試。

新泵聯(lián)軸器發(fā)到現(xiàn)場后，測量間距誤差為0.2mm，更換泵聯(lián)軸器并將聯(lián)軸器同軸度調(diào)整到0.05mm后開機測試，振動值全部達到國家A級標準，其中泵驅(qū)動端水平方向振動值為0.8mm/s。

高壓鍋爐給水泵的正常運行，為電廠按時投產(chǎn)提供了保障。

四、故障再現(xiàn)試驗及故障特點總結(jié)

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

本次試驗針對臥式多級離心泵、臥式雙吸離心泵兩種泵型各2個泵型號，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)過測試發(fā)現(xiàn)：

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

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

以上試驗結(jié)果特征寫入上海航天動力科技工程有限公司機泵健康診斷系統(tǒng)故障庫，這樣機泵健康診斷系統(tǒng)監(jiān)測運行水泵振動時可以根據(jù)監(jiān)測振動結(jié)果自動給出診斷結(jié)果。

五、結(jié)束語

總之，造成給水泵振動的原因多且雜。在實際運行中，需要工作人員結(jié)合實際情況，采取合理的處理措施，從而降低振動故障的影響，加強給水泵的安全穩(wěn)定性，最終確保電廠能耗傳輸?shù)挠行?、及時性。

參考文獻：

[1]張遼，王祥祥，楊順華.電廠輔助冷卻水泵振動故障分析及治理[J].信息記錄材料，2019，20（09）：247-248.

[2]樓安平.核電廠主給水泵振動高原因分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（11）：45-46.

[3]陳艷玲，王鶴宇，郝曉青，王英敏.給水泵振動分析及改造[J].通用機械，2019（Z1）：56-59.

[4]張超，孟慶黨.電廠6 kV凝結(jié)水泵高壓立式電機振動原因分析[J].安徽電力，2018，35（04）：31-33.

[5]梁杰.鍋爐給水泵在電廠中壓給水系統(tǒng)中振動異常分析[J].湖北農(nóng)機化，2018（07）：44-45.