7LDTN立式多級凝結水泵振動分析與處理

李衛(wèi)

摘要：介紹7LDTN-5立式多級凝結水泵組振動問題分析。通過對凝結水泵及電機結構特點分析，查找凝結水泵振動故障根源，分析振動原因，提出檢修技術對策。

關鍵詞：凝結水泵;聯(lián)軸器;瓢偏;振動

一、概況

攀鋼發(fā)電廠，裝機容量3×100MW汽輪發(fā)電機組，凝結水泵型號為7LDTN–5型立式多級水泵（沈陽水泵廠生產），揚程130mH2O，流量280m3/h，轉速1480r/min，允許汽蝕余量1.5m，效率67%;配用電機型號YL355–4，功率250kw，電壓6000V，電流：29.6A，轉速：1480r/min，絕緣等級F。每臺機組配置2臺凝結水泵，一臺運行一臺備用。

三臺機組分別于1995年、1996年投產，投產時凝泵狀態(tài)良好。3#機1#凝泵在2008年一次凝泵電機漏油檢修后，凝泵電機頂端軸承室振動加劇，勉強處理到0.15mm振動幅值運行;后在歷次大修試轉，凝泵振動不容易達到0.08mm合格標準，每次大修凝泵振動都是難點，要反復檢修多次才能勉強運行。

2010年1#機大修后，凝泵振動超過0.12mm不能合格，當時對凝泵基礎、電機檢修都進行了分析和處理，仍然不能有效解決凝泵振動問題。凝泵大修成為我廠一項非常困難的檢修項目，至今凝泵大修仍然困擾著每次大修順利結束。

二、原因分析

（一）凝泵結構

7LDTN–5泵為立式筒袋式結構，由三大部份組成：進水部份、工作部份、出水部份。

進水部份由圓筒體在筒體內部形成密閉的真空，凝結水通過筒體的進口法蘭，進入筒體再到泵的工作部份。

工作部份由下軸承支座、誘導輪、葉輪、首級導流殼、泵軸、次級導流殼等主要零部件組成，工作部份用氟樹脂制成的下軸承、導軸承作徑向支撐，導軸承中開有潤滑溝，直接利用泵內介質冷卻、潤滑。

出水部份由變徑管、軸承體、接管、泵座、傳動軸等組成，介質自工作部份流出進入出水部份，再經(jīng)過泵座的吐出管排出。

泵體沒有設計軸向推力裝置，泵與電機聯(lián)接為凸緣聯(lián)軸器，屬剛性聯(lián)軸器;聯(lián)軸器與軸固定使用圓螺母與止動墊，可承受很大的軸向力;聯(lián)軸器之間有兩半調整墊板，通過調整墊板厚度來滿足泵軸竄量要求。泵推力通過凸緣聯(lián)軸器傳遞至電機頂部推力調心滾子軸承29422E，由電機軸承承受整個泵組軸向推力。凸緣聯(lián)軸器結構示意。

電機結構、與泵聯(lián)接示意。

（二）振動歷史狀況

機組投產時凝泵振動是合格的，每次振動都發(fā)生在凝泵及電機大修后試轉。在歷次大修中為處理凝泵振動問題，分析處理了很多相關部位;2012年我們曾經(jīng)對2–2#凝泵基礎（200#槽鋼預埋件制作）進行加固，對振動沒有明顯影響，因此振動原因與建設安裝、基礎剛度等沒有相關性;對于電機大修質量，機、電專業(yè)也存在比較大的分歧，YL355–4型電機是立式電機，大修后空車試機振動時好時壞，有時達到0.07mm左右，有時僅0.03mm，對此電機修理單位也沒有更好的解釋。機械專業(yè)負責聯(lián)軸器找中心、聯(lián)接對輪工作，經(jīng)常在電機空車試轉振動狀態(tài)較好時，凝泵振動也不易合格;因此，凝泵組振動問題在兩個專業(yè)中，原因也不能明確分清;造成凝泵組振動原因復雜化。

（三）振動相關凝泵檢修工藝分析

（1）用水平儀嚴格找好圓筒體水平，必要時可用墊鐵調整。按泵類基本要求水平度不大于0.10mm/m，這是凝結水泵組垂直度保證的基礎。在每次大修中，檢修單位解體后都是嚴格按照標準要求進行調整的，一般保證要求在0.05mm/m以內。

（2）誘導輪徑向間隙的調整，首級葉輪吐出中心線與首級導流殼環(huán)形流道中心重合時，調整墊的厚薄，使誘導輪襯套的間隙保持在0.2～0.3mm之間，然后裝下軸承支座。依次裝次級葉輪、定位軸套、卡環(huán)、導流殼等。其中導軸承單側間隙小于0.80mm，若超標更換新的導軸承。軸竄總量控制在5～8mm范圍內，總裝后2.5～3.5mm。

（3）在末尾導流殼上裝上變徑管。變徑管裝好后，在未裝中間軸承前，用量具檢查傳動軸伸出部分與止口同心，允許偏差0.3mm。

（4）泵軸與電機軸找中心，在廠家說明書上對泵與電機聯(lián)軸器找中心步驟沒有嚴格的要求;為解決凝泵組振動問題，我們對泵組中心定位要求更加嚴格，在找中心前，保證傳動軸伸出部分與止口同心前提下，再用專用卡套工具將泵軸固定在泵止口中心。調整電機底座，要求聯(lián)軸器外圓偏差不大于0.05mm，端面偏差不大于0.03mm，把緊對輪連接螺栓。聯(lián)軸器找中心示意。

從泵檢修工藝控制上，相關數(shù)據(jù)調整、操作方法均嚴格按照工藝執(zhí)行，在這樣嚴格的檢修工藝控制下，凝結水泵組振動仍然不能有效控制到合格，這說明還有一些影響凝結水泵組振動的因素沒有查找到。

（四）振動原因分析

2012年利用3–2#凝泵大修機會再次對振動原因進行分析，根據(jù)歷年來凝泵檢修經(jīng)歷，大修后振動合格偶然性很強，與泵體檢修控制工藝要求沒有必然聯(lián)系，多數(shù)是需要反復檢修數(shù)次后，振動才能合格。就過程分析，凝泵泵體檢修只進行了一次，包括導軸承更換、泵座水平等安裝。第一次電機空車試轉時，電機振動非常好，電機頂部推力調心滾子軸承室振動0.03mm左右。在這種情況下，找中心，外圓同心度控制在0.05mm，張口控制在0.03mm以下，聯(lián)泵試轉，振動達到0.25mm。說明泵組檢修有某種工藝控制存在問題，分析這次檢修過程，泵聯(lián)軸器在泵機架上找瓢偏達到0.35mm，與對輪端面瓢偏不大于0.05mm不相符，而且與泵聯(lián)軸器在車床上找的數(shù)據(jù)嚴重不相符。分析泵的結構，由于凝泵是多級離心式水泵，泵過流部份有五級徑向軸承及軸套，在泵架上找泵聯(lián)軸器瓢偏時，數(shù)據(jù)疊加了軸承及軸套橢圓及不同心影響，這種瓢偏數(shù)據(jù)不能作為檢修調整依據(jù)。因此，決定在車床上利用泵短軸找好同心度后，裝配好泵聯(lián)軸器，架百分表找聯(lián)軸器瓢偏，僅0.06mm，依次控制聯(lián)軸器中心調整。聯(lián)泵試轉一次合格，最大振動0.05mm。

3–2#凝泵這次大修，聯(lián)泵試轉兩次，泵座水平、聯(lián)軸器中心調整都是在同樣的工藝條件、要求下檢修，可以說沒有變化，不同的是聯(lián)軸器瓢偏測量和處理進行了改進，振動在優(yōu)良范圍內。

分析原因，泵聯(lián)、電聯(lián)對輪為凸緣剛性聯(lián)接聯(lián)軸器，沒有補償兩軸相對偏移能力，在找中心情況不好或兩軸結構變形較大時，不能緩沖減振，致使表現(xiàn)在電機頂部推力調心滾子軸承室振動劇烈。凝泵組簡單支撐示意如圖4，理想狀態(tài)下中心狀態(tài)、聯(lián)軸器變形、凝泵組水平、垂直度在控制范圍內，泵組振動情況很好。從這次3–2#凝泵檢修經(jīng)過，我們的檢修工藝控制，中心狀態(tài)、凝泵組水平、垂直度均在控制中，唯一的就是聯(lián)軸器變形、瓢偏控制和測量方面。如圖5示意，在凝泵組聯(lián)軸器有瓢偏情況下，把緊對輪連接螺栓后，由于剛性聯(lián)軸器不可補償?shù)慕Y構特性，兩軸上被加了一定的預載荷，電機頂部推力調心滾子軸承表現(xiàn)最明顯，軸承圓周承力發(fā)生了偏移，啟動后產生不平衡力矩，凝泵組發(fā)生振動不可避免。

因此，對于7LDTN立式多級凝結水泵檢修，應針對泵組特殊的結構形式，在檢修過程中要分析測量數(shù)據(jù)變化原因，找到正確方法，避免錯誤的測量數(shù)據(jù)造成錯誤的調整過程。

在凝泵振動問題上，我廠經(jīng)過了約10年時間的摸索和困擾，先后懷疑過基礎剛度、泵座水平、聯(lián)軸器中心等，基本排除。為了保證凝泵組檢修后振動合格，應嚴格電機檢修工藝，如定子部件各法蘭止口、電機頂部軸承室止口等，小心拆卸避免構件變形，安裝時清理各結合面毛刺、裝配到位，以保證立式電機垂直度。再次，凸緣剛性聯(lián)接聯(lián)軸器瓢偏控制，規(guī)程要求剛性聯(lián)軸器瓢偏不大于0.05mm，瓢偏測量要采用可靠的方法進行。在妥善控制上述兩個因素基礎上，注意檢修過程中的質量控制，凝泵組振動問題最終一定能夠得到解決。

參考文獻

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