給水泵震動原因及處理工藝分析

常 瑛

（中國電建集團 上海能源裝備有限公司，上海 201316）

1 給水泵震動產生的原因分析

震動是轉動機械在運行過程中時常出現的問題。如果只是一些較小的震動，對運行穩定性影響較小，適當加以處理即可。如果是一些較大的震動，不及時處理很有可能會影響整個機組的正常運行。給水泵是火電廠較為核心的設備，對其震動問題的處理，一直都是火電廠十分關注的問題。隨著當前火電廠電力生產工作的增加，大容量、高參數機組快速發展，給水泵震動問題的解決顯得尤為重要。通過對火電廠給水泵的實際運行情況進行分析發現，火電廠給水泵的震動具有多種特征，它既具有諧波、次諧波、高倍頻等頻率特征的震動，同時還具有與頻率無關的震動。從震動方向上來看，它也具有多種特征，既有水平震動、垂直震動，還有徑向震動、軸向震動等。當震動產生時，最為直觀的表現是軸心軌跡發生變化。以下深入分析造成給水泵震動的原因。

1.

1 轉子失衡和轉子不對中

1.1.1 轉子失衡

轉子失衡導致的震動是較為常見的。以臨界轉速值為中心，具體表現為：在臨界轉速以下，振幅隨著轉速的增加而增加，臨界轉速以上，轉速增加時振幅趨向于一個較小的穩定值。當接近臨界轉速值時，振幅隨之達到最大峰值。出現震動的根本原因在于給水泵轉子各個橫截面的質心連線與各個截面的連線不重合，導致給水泵轉子運行時，各個截面離心力之間連線后，形成了一個空間連續力系。如此一來，在高速旋轉的過程中，質量偏心所造成的離心力會被放大，導致出現較大的震動。在這個空間中，所有轉子截面的離心力系以及轉子的擾度曲線都是旋轉的。二者的速度趨同，那么必然會導致轉子工頻震動。除此之外，給水泵在高壓作業下，容易出現葉輪葉片腐蝕、摩擦較大導致軸彎曲等，都會導致轉子的工頻震動。

1.1.2 轉子中心不對中

轉子中心不對中也是直接導致給水泵震動的重要原因。當出現此種情況時，軸承油膜壓力會出現反向變化。在一般情況下，轉子軸向震動或者徑向振動出現的較大頻率為1倍頻和2倍頻。而且，這種變化還會隨著連軸器的偏轉、軸承損壞等情況導致的偏心距大小變化而變化。影響因素涉及多個方面，過程也較為復雜。通過對轉子中心不對中現象進行深入分析發現，其主要原因在于制造誤差、安裝誤差，或者是運行條件較差等。對于制造誤差和安裝誤差，人們需要在給水泵選購、制造、安裝的過程中嚴加把控。運行條件差的表現是多方面的，主要為受熱不均、部件的熱膨脹和扭曲、磨損和撓性的影響等。無論是何種原因導致的轉子中心不對中，最終的表現都是聯軸器產生附加彎矩。因此，在工作開展中，人們應當關注聯軸器的運行情況，選擇質量較好、穩定性較高的聯軸器。

1.2 給水泵的動靜配合不當

在給水泵運行過程中，轉子與一些靜止部件之間的間隙會消失，從而造成轉子與靜止部件的摩擦。這是轉動機械在運行過程中時常會出現的問題。導致給水泵震動的一個重要因素就是動靜部分配合不當。當出現此種情況時，給水泵此種震動的主頻仍然為工頻，但是在震動信號中會出現削波情況。此種情況如果不加以控制，會導致振幅增大，震動時間延長。在工作運行中，其集中表現為功耗增加，功率下降。動靜摩擦主要有三種表現：碰撞、摩擦、轉子剛度變化。動靜碰撞會轉變轉子原本的運行狀態，還會產生較大的法向力和切向力。動靜摩擦會導致給水泵摩擦部位溫度上升，從而影響轉子性能狀態，使得轉子在轉動過程中產生扭曲震動，從而影響轉子工作運轉的穩定性。

1.3 流體流動異常

給水泵的工作原理是將原動機的機械能轉化為被輸送流體機械能，從而產生動力，完成工作運轉。因此，在運作過程中，其很容易出現流體流動異常的情況，從而導致給水泵震動。出現流體流動異常的原因是多方面的，一般來說，給水泵管路系統的設計、制造質量對流體流動影響較大，給水泵的運行情況也會影響流體流動。對于火電廠常規使用的給水泵來說，導致流體流動異常主要原因在于水力沖擊和汽蝕。在汽蝕的過程中，其內部會因為反復沖擊、凝結而產生較大的脈動力。當這種脈動力與其余的震動產生反應時，就會形成更強的震動，而震動又會在共同作用下產生更強的汽蝕。

2 給水泵震動處理工藝分析

要想保障給水泵轉子質量的平衡，火電廠必須關注給水泵安裝問題。要選擇質量較好的給水泵，提前做好測試，觀察其工作性能。在安裝過程中，要調整好轉子質心的位置，有效降低不平衡力，使其符合自身的穩定運行要求。如果在給水泵運行的過程中出現震動問題，人們需要及時作出調整，維持平衡。

轉子不對中是人們通過合理的安裝和檢查可以有效避免的問題。例如，在給水泵安裝或者檢修時，人們可以準確找出中心。在暖泵的過程中，要注意充分暖泵，防止其內部溫差較大，導致出現中心不正等問題。同時，人們要關注管路的設計，管路本身的重量要合理，不能過重，給軸心帶來較大壓力。此外，還要注意膨脹推力對管路軸心的影響。

分析震動原因時，如果發現是給水泵動靜部分配合不當導致的，那么就應當立刻檢查泵體的情況。如果是此原因導致的震動，人們可以采取有效措施，加大給水泵轉子與靜態部分的間隙，降低摩擦。在實際運行的過程中，要盡可能降低外界對給水泵的負面影響。需要時，人們要根據震動的幅度大小、劇烈程度，調增軸頸的中心位置。需要注意的是，轉子有沒有出現不平衡或者不對中的情況。導致軸向推力變化的原因是多方面的，因此，人們在思考問題原因時，也應當綜合多方面來考慮，多觀察才能有效控制震動。

水力震動是給水泵震動十分突出的表現。人們可以根據水流聲音的變化來判斷是否出現水力震動。要想有效防止此類問題的發生，人們可以適當增加葉輪與導葉或者泵殼與蝸舌之間的距離。同時，人們可以根據需要變更流道的線型，從根本上降低沖擊力。在安裝的過程中，人們應當多關注距離問題，降低摩擦和沖擊力。汽蝕是給水泵運行過程中時常出現的問題，人們可以采用雙吸式、雙重翼葉輪等作為首級葉輪，還可以通過對管路的有效處理，降低管路的阻力。根據實際需求，人們可以合理選擇泵的安裝高度，在保障給水泵安全運行的同時，降低給水泵的震動。

3 結語

當前，我國火電廠電力生產壓力加大，處理好給水泵的震動問題已經成為重要工作之一。影響給水泵震動的原因是多方面的，人們在給水泵運行的過程中要多加觀察，分析震動原因。在此基礎上，人們可以根據理論知識或實踐探究結果，對問題的根源進行檢測和診斷，然后采取正確的方式進行處理，將給水泵震動的發生概率降到最低。

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