油箱導(dǎo)致油泵振動(dòng)大原因分析及處理

摘要：發(fā)電廠主機(jī)和小汽機(jī)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(guī)的振動(dòng)處理方法有檢查泵的動(dòng)靜間隙、泵基礎(chǔ)找平、軸系找中、更換電機(jī)軸承等，現(xiàn)針對(duì)調(diào)試期間油箱導(dǎo)致油泵振動(dòng)大現(xiàn)象，通過現(xiàn)場(chǎng)檢修人員的檢查和試驗(yàn)，找到了振動(dòng)的根源和處理方法。

關(guān)鍵詞：交流油泵;振動(dòng);剛性支撐

0 ? ?引言

國家電投集團(tuán)協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司一期工程2×1 000 MW機(jī)組調(diào)試期間，小汽機(jī)的8臺(tái)交流潤滑油泵有7臺(tái)出現(xiàn)了電機(jī)單轉(zhuǎn)正常，但帶泵運(yùn)行時(shí)電機(jī)上端水平方向振動(dòng)超標(biāo)的現(xiàn)象。解體油泵檢查，仍不能消除振動(dòng)，后來經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、測(cè)量、分析，最終判斷為油泵支撐剛性不足，通過在油箱內(nèi)部、油泵基礎(chǔ)下方增加剛性支撐，解決了6臺(tái)交流油泵的振動(dòng)超標(biāo)問題。本次振動(dòng)處理方法特殊，對(duì)同類立式油泵及水泵振動(dòng)處理具有良好的借鑒作用。

1 ? ?振動(dòng)情況介紹

1.1 ? ?交流油泵布置

該1 000 MW超超臨界燃煤發(fā)電廠一期工程有兩臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組有兩臺(tái)上汽廠生產(chǎn)的小汽機(jī)，每臺(tái)小汽機(jī)潤滑油系統(tǒng)獨(dú)立布置，每個(gè)油箱上安裝兩臺(tái)交流油泵、一臺(tái)直流油泵、排煙風(fēng)機(jī)及管道等設(shè)備，小汽機(jī)及油系統(tǒng)均為上海汽輪機(jī)廠配套供貨。潤滑油系統(tǒng)采用模塊集裝式設(shè)計(jì)，8臺(tái)交流潤滑油泵為上海某公司制造，型號(hào)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(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)型號(hào)為YB3200L2-2，由佳木斯電機(jī)股份有限公司制造，轉(zhuǎn)速2 950 r/min。

油箱上安裝有兩臺(tái)交流油泵、一臺(tái)直流油泵、兩臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備，油箱內(nèi)部支撐如圖1所示。

1.2 ? ?前期振動(dòng)處理過程介紹

2017年5月份，一期工程1號(hào)機(jī)組調(diào)試期間，兩臺(tái)小汽機(jī)有三臺(tái)交流油泵電機(jī)上軸承水平方向振動(dòng)超標(biāo)，其中振動(dòng)最大的1A給水泵B交流油泵電機(jī)上軸承水平東西方向振動(dòng)值為0.15 mm，油箱供貨廠家到現(xiàn)場(chǎng)檢查后分析振動(dòng)原因?yàn)殡姍C(jī)定子殼體鑄造不均勻，但可以長期運(yùn)行。

油泵振動(dòng)超標(biāo)，給機(jī)組運(yùn)行埋下了隱患，電廠不同意油泵廠家意見，協(xié)調(diào)設(shè)備廠家進(jìn)行了深度的現(xiàn)場(chǎng)解體檢查。

首先，脫開聯(lián)軸器，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，軸承無磨損、油隙合格，進(jìn)行單體試轉(zhuǎn)，各個(gè)方向的振動(dòng)值均在0.05 mm以內(nèi)，運(yùn)行無異音。

然后，盤動(dòng)油泵，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無異音;解體檢查油泵，軸承油隙正常，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無異音;葉輪口環(huán)間隙合格，未發(fā)現(xiàn)碰磨痕跡;電機(jī)與油泵齒形聯(lián)軸器接觸不均勻，更換了聯(lián)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(fù)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(duì)泵和電機(jī)進(jìn)行了轉(zhuǎn)子對(duì)中調(diào)整，中心合格。

回裝后試運(yùn)，電機(jī)上部水平東西方向振動(dòng)值仍然達(dá)到0.20 mm，經(jīng)過多次對(duì)泵基礎(chǔ)各固定螺栓的緊力調(diào)整，振動(dòng)值下降至0.13 mm。A油泵底座螺栓經(jīng)過調(diào)整，電機(jī)上部水平東西方向振動(dòng)值由0.12 mm下降至0.09 mm。相同現(xiàn)象，1B小汽機(jī)A油泵電機(jī)上部水平東西方向振動(dòng)值為0.11 mm，經(jīng)過調(diào)整油泵底座固定螺栓，沒有好轉(zhuǎn)。

本次檢查維修未能找到振動(dòng)超標(biāo)的根本原因，未能解決油泵電機(jī)振動(dòng)大的問題，鑒于油泵和電機(jī)電流正常，轉(zhuǎn)動(dòng)無異音，振動(dòng)無擴(kuò)大趨勢(shì)，且1號(hào)機(jī)組調(diào)試工期緊張，電廠決定先投用振動(dòng)較小的油泵，密切關(guān)注油泵振動(dòng)，待階段性調(diào)試結(jié)束后停小汽機(jī)處理。同時(shí)，經(jīng)過與設(shè)備廠家溝通，設(shè)備廠家承諾提供一臺(tái)新油泵，停機(jī)后換泵試運(yùn)，如果振動(dòng)合格，更換其他振動(dòng)超標(biāo)的油泵。

2017年7月份2號(hào)，機(jī)組調(diào)試期間，2A小汽機(jī)潤滑油A、B交流油泵電機(jī)和2B小汽機(jī)潤滑油A交流油泵電機(jī)存在同樣的問題，振動(dòng)值大于0.05 mm的合格標(biāo)準(zhǔn)。廠家的新泵到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，替換其中一臺(tái)油泵，但電機(jī)上軸承處水平振動(dòng)仍有0.17 mm，通過調(diào)整油泵和電機(jī)地腳螺栓，振動(dòng)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(shí)，兩臺(tái)機(jī)組有6臺(tái)交流油泵電機(jī)上軸承處水平方向振動(dòng)超標(biāo)，且油箱上備用油泵、管道、爬梯存在異常振動(dòng)現(xiàn)象，測(cè)量數(shù)據(jù)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(dòng)的原因通常有：（1）轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子對(duì)中不合格、動(dòng)靜摩擦、轉(zhuǎn)動(dòng)部分松動(dòng)等;（2）基礎(chǔ)水平度不合格、地腳螺栓松動(dòng);（3）電機(jī)缺陷：轉(zhuǎn)子不平衡、軸承油隙不合格等。

經(jīng)過以上檢查維修，可以排除交流油泵及電機(jī)本身的因素。經(jīng)機(jī)組運(yùn)行觀察，除了運(yùn)行油泵電機(jī)振動(dòng)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(dòng)，所以電廠技術(shù)人員商定先從外部查找原因，采用加強(qiáng)油泵基礎(chǔ)剛度的方案進(jìn)行處理。

方案：用10號(hào)槽鋼和厚10 mm的鋼板制作一套加固油泵基礎(chǔ)的工具，在油箱頂板上面將一臺(tái)小汽機(jī)的兩臺(tái)交流油泵基礎(chǔ)用加固工具連接在一起，提高油泵基礎(chǔ)剛度。

兩臺(tái)油泵基礎(chǔ)加固完成，重新啟動(dòng)油泵，振動(dòng)有所下降，但電機(jī)上部水平方向的振動(dòng)值仍然超標(biāo)，說明油泵基礎(chǔ)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(cè)板10 mm，內(nèi)部隔板10 mm。四周加強(qiáng)槽鋼為10號(hào)槽鋼，支撐頂板的為8號(hào)槽鋼。因油箱頂板面積大，3臺(tái)油泵距離較近，下方?jīng)]有單獨(dú)的豎直方向的剛性支撐，為確認(rèn)油箱頂板剛度是否影響振動(dòng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，得知振動(dòng)均以工頻為主，確定油泵基礎(chǔ)剛性不足、基礎(chǔ)不易找平為油泵振動(dòng)的主要原因。

為防止運(yùn)行期間油泵振動(dòng)擴(kuò)大，損壞設(shè)備，甚至造成系統(tǒng)斷油，電廠決定運(yùn)行和檢修人員加強(qiáng)監(jiān)視，停機(jī)后立即對(duì)4個(gè)油箱的頂板進(jìn)行水平和豎直方向的加固，增強(qiáng)頂板的剛性，減小泵振動(dòng)對(duì)油箱上其他管道及設(shè)備的影響。

2.2 ? ?處理措施

2號(hào)機(jī)組調(diào)停期間，兩臺(tái)小汽機(jī)油箱倒油、清理，電廠技術(shù)人員確定了水平支撐和豎直方向支撐點(diǎn)的加裝位置。支撐加裝方案為：2臺(tái)交流油泵下方（直流油泵基礎(chǔ)暫不加固）加裝3根120 mm水平槽鋼和6個(gè)豎直方向的支撐點(diǎn);先在油箱頂板下方焊接3根10號(hào)槽鋼，每間隔300 mm點(diǎn)焊10 mm長的焊縫，確保2臺(tái)油泵基礎(chǔ)下方為一個(gè)整體;每個(gè)豎直方向支撐點(diǎn)采用DN100的SS304不銹鋼管做剛性支撐，為了立管底部支撐穩(wěn)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(diào)整每個(gè)立管頂部的螺栓長度，測(cè)量油泵基礎(chǔ)水平合格，鎖緊立管頂部的調(diào)整螺栓并點(diǎn)焊，再次測(cè)量油泵基礎(chǔ)水平，水平度應(yīng)控制在0.05 mm/m以內(nèi)，確保油泵軸系豎直，運(yùn)行期間油泵下方不存在擺動(dòng)。

圖2粗線位置為新增水平方向的支撐，圓點(diǎn)為豎直方向的支撐點(diǎn)。

2.3 ? ?處理結(jié)果

油箱頂板加固新的支撐后，2號(hào)機(jī)組4臺(tái)交流油泵振動(dòng)全部合格，電機(jī)上端的振動(dòng)改善最明顯，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行觀察，振動(dòng)沒有回彈，運(yùn)行穩(wěn)定，證明加固措施非常有效。加固后振動(dòng)值如表2所示。

確定處理措施有效，1號(hào)機(jī)調(diào)停期間，對(duì)兩臺(tái)小汽機(jī)的油箱按照同樣方法進(jìn)行了加固，油泵運(yùn)行后，振動(dòng)下降，運(yùn)行穩(wěn)定。

3 ? ?結(jié)語

本次處理，首先通過現(xiàn)場(chǎng)檢查，排除了油泵和電機(jī)本身的不利因素;然后通過專業(yè)測(cè)振儀器進(jìn)行測(cè)量，并結(jié)合油箱結(jié)構(gòu)及設(shè)備布置，得出了油箱頂板剛度不足導(dǎo)致油泵基礎(chǔ)不穩(wěn)的真正原因，找準(zhǔn)了解決問題的切入點(diǎn);確定了詳細(xì)的加固方案并得以實(shí)施，有效解決了兩臺(tái)機(jī)組小汽機(jī)交流油泵電機(jī)振動(dòng)超標(biāo)問題，降低了機(jī)組運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，為機(jī)組長周期、安全運(yùn)行提供了安全保障，同時(shí)為解決同類型立式泵振動(dòng)問題提供了良好的經(jīng)驗(yàn)反饋，也為新建機(jī)組在設(shè)計(jì)、制造期間避免此類缺陷敲了一次警鐘。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 曹景芳，吳昌浩，李夢(mèng)林.立式凝結(jié)水泵電機(jī)振動(dòng)大的原因分析與處理[J].華電技術(shù)，2017，39（7）：54-56.

收稿日期：2020-07-09

作者簡(jiǎn)介：華東奇（1977—），男，河南葉縣人，工程師，從事火電機(jī)組汽機(jī)生產(chǎn)技術(shù)管理工作。