電廠高壓鍋爐給水泵振動原因分析及解決措施

曹一平

摘 要：高壓鍋爐給水泵是電廠中十分重要的設(shè)備之一，如果其出現(xiàn)故障，則會直接導(dǎo)致電廠停產(chǎn)。振動值是高壓鍋爐給水泵能否長期健康運行的重要指標(biāo)，振動超差嚴(yán)重威脅電廠生產(chǎn)安全，監(jiān)測并分析振動值，可以保障高壓鍋爐給水泵健康長久運行。

關(guān)鍵詞：高壓鍋爐;給水泵;振動;聯(lián)軸器;頻譜分析;機(jī)泵健康診斷

1.結(jié)合頻譜分析技術(shù)分析振動原因

該水泵生產(chǎn)廠家與上海航天動力科技工程有限公司在進(jìn)行機(jī)泵健康診斷方面的合作研究，得知此案列后，相關(guān)技術(shù)人員帶著傳感器和便攜式機(jī)泵健康診斷分析系統(tǒng)到該電廠進(jìn)行振動原因的查找工作[1]。

根據(jù)經(jīng)驗，引起1倍頻振動超標(biāo)的常見原因有以下5個。（1）聯(lián)軸器同軸度超標(biāo)。同軸度超標(biāo)包括平行不同軸、角度不同軸和綜合不同軸3種故障，其中綜合不同軸是平行不同軸和角度不同軸同時存在，這3種故障都能引起1倍頻超標(biāo)并且非常常見，3#水泵開始存在綜合不同軸問題，但是經(jīng)過調(diào)整好振動沒有改善，可以說明不是同軸度的問題。（2）轉(zhuǎn)子不平衡。轉(zhuǎn)子不平衡是泵振動的常見原因，相關(guān)統(tǒng)計泵振動故障70%左右都由不平衡引起，轉(zhuǎn)子不平衡的主要振動特征是1倍頻振動大，并且是1倍頻振動遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他頻率，一般是驅(qū)動端和非驅(qū)動端振動同時存在，本列中振動特征符合轉(zhuǎn)子不平衡特點，但是轉(zhuǎn)子做完動平衡后并沒有解決問題，可見此次故障不是動平衡引起，其實本例中只有驅(qū)動端振動較大，沒有必要立即拆泵去做動平衡，多級泵由于級數(shù)較多拆解很費時間并且難度較大，應(yīng)該先驗證排除那些好處理的故障，本次事故水泵生產(chǎn)廠家就對水泵拆解進(jìn)行了動平衡浪費了很多時間和人力物力。（3）基礎(chǔ)或者連接螺栓松動?；A(chǔ)或者連接螺栓松動能夠引起1倍頻振動大，一般同時也會引起0.5倍頻、1.5倍頻、2.5倍頻之一的振動大。對3#水泵基礎(chǔ)和連接螺栓進(jìn)行了緊固，沒有發(fā)現(xiàn)松動問題，排除此項故障。（4）底腳未調(diào)平。由于底座加工表面或者泵、電機(jī)底腳加工存在問題時，需要安裝時對泵和電機(jī)加墊片進(jìn)行調(diào)平，如果調(diào)平不合格時會引起1倍頻振動大現(xiàn)象，根據(jù)表2測試記錄，3#水泵驅(qū)動端底腳振動大，有很大可能存在底腳未調(diào)平問題，為了驗證和排除此項故障，對3#水泵進(jìn)行調(diào)整，松開4棵底腳螺栓，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動端右側(cè)螺栓松開和緊固時對聯(lián)軸器同軸度有0.15mm影響，因此可以判定此底腳存在問題，此處底腳加入合適墊片后，在泵聯(lián)軸器處架設(shè)百分表，當(dāng)緊固和松開4棵底腳螺栓百分表讀數(shù)變化小于0.03mm時說明調(diào)平成功。調(diào)平成功后再次開機(jī)進(jìn)行測試，泵驅(qū)動端水平方向振動值下降到7.5mm/s，說明底腳未調(diào)平是引起振動的原因之一，但不是振動值超標(biāo)的根本原因，因為頻譜圖的1倍頻十分突出。（5）軸彎曲。軸彎曲一般能引起1倍頻軸向振動大，并且本次泵做動平衡時對轉(zhuǎn)子打過跳動，轉(zhuǎn)子跳動值是0.06mm，在技術(shù)要求范圍內(nèi)，可以排除軸彎曲的原因。3#泵本次調(diào)試振動值超標(biāo)，由測量值來看，好像只是一個簡單的1倍頻振動超標(biāo)，但是可以排除常見的5種1倍頻故障問題，所以需要進(jìn)一步研究分析振動的原因[2]。

2.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(biāo)，其他方向都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的A級水平，說明3#泵振動應(yīng)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(biāo)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(jìn)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(biāo)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（圖1）。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(yán)重超標(biāo)。這種誤差超標(biāo)可能是加工時工裝松動導(dǎo)致的。此次3#水泵振動超標(biāo)有可能是柱銷孔間距超差導(dǎo)致，需要對其進(jìn)行更換測試。

3.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(dǎo)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，上海航天動力科技工程有限公司決定和水泵生產(chǎn)廠家合作，在水泵生產(chǎn)廠家水泵試驗臺進(jìn)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(jī)振動特征同水泵。由以上可以得出，水泵或電機(jī)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(yīng)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(jī)泵健康診斷系統(tǒng)故障庫，這樣機(jī)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。

4.結(jié)語

振動問題十分復(fù)雜，分析解決振動問題時應(yīng)該綜合考慮各個方面，盡量做到以最小的代價解決問題。當(dāng)出現(xiàn)振動超差時要及時分析振動超差原因，在振動尚未沒有引起事故前及時將其解決處理[3]。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱桂洲.某電廠9E余熱鍋爐高壓給水泵故障處理方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（11）：137-138.

[2]于樹陽，李猛，韋雪，劉方旭.高壓鍋爐給水泵的振動分析及處理方法[J].裝備機(jī)械，2016（02）：20-22.

[3]劉斌.電廠節(jié)能技術(shù)在制鹽企業(yè)中的應(yīng)用[J].中國井礦鹽，2010，41（02）：36-38.