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備，一旦其出現故障或者事故問題，將會引起發電機組停運等情況，造成發電量的損失。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，發電企業的電能生產壓力逐漸加重。在目前發電廠運行中，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，也對周邊人員構成了嚴重威脅，所以加強對給水泵振動故障產生原因的分析是尤為必要的。

一、設備概述

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，額定轉速為2990r/min，配用高壓電機功率710kW。

3臺鍋爐給水泵運行調試時發現，3#水泵驅動端水平方向出現振動嚴重超差現象，其他方向振動都正常，判斷振動值是否合格的依據是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。電廠維修班組和水泵生產廠家對水泵同軸度、動平衡進行檢查，檢查發現聯軸器同軸度平行為0.08mm，角度為0.09mm，動平衡值為21g，基本在可用范圍之內。為了解決振動問題，廠家把轉子動平衡做到3g，重新安裝后同軸度水平和角度調整到0.04mm，重新開機測試水泵驅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、結合頻譜分析技術分析振動原因

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

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

測試泵實際轉速為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的范圍內，圖1 只給出泵驅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。根據經驗，引起1倍頻振動超標的常見原因有以下5個：（1）聯軸器同軸度超標;（2）轉子不平衡;（3）基礎或者連接螺栓松動;（4）底腳未調平;（5）軸彎曲。

3#泵本次調試振動值超標，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#泵振動應該由驅動端引起，上面查找原因時已經排除了常見的引起1倍頻振動超標的原因，現在懷疑故障可能由聯軸器引起。

本臺水泵使用的是彈性柱銷聯軸器，拆掉柱銷后，對聯軸器各加工尺寸進行測量，聯軸器各加工尺寸都在合格范圍內，在測量時發現水泵泵軸聯軸器柱銷孔間距d不一致。用游標卡尺測量，測量泵軸聯軸器柱銷孔間距最大處為56.9mm，最小處為56.2mm，誤差為0.7mm。聯軸器柱銷孔間距測量一般是小于0.2mm為合格（如果聯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。

新泵聯軸器發到現場后，測量間距誤差為0.2mm，更換泵聯軸器并將聯軸器同軸度調整到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，為電廠按時投產提供了保障。

四、故障再現試驗及故障特點總結

本次高壓鍋爐給水泵振動問題是由于泵聯軸器柱銷孔間距超差導致，目前對于聯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，和此故障的表現形式，方便以后解決振動問題參考，在水泵生產廠家水泵試驗臺進行聯軸器柱銷孔間距超差故障再現試驗。

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，使用柱銷孔誤差聯軸器數據為0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm和0.8mm共5種。經過測試發現：

（1）聯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動端振動大，非驅動端振動處于合格范圍內或者基本是驅動端的1/2以下。（4）電機振動特征同水泵。

由以上可以得出，水泵或電機驅動端振動較大并且非驅動振動不大時即可以考慮存在聯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，由于對不同規格水泵柱銷孔偏差影響有區別，假如出現了驅動端振動較大而非驅動端振動不大現象時，即便柱銷孔間距誤差只有0.3mm也應該更換為誤差0.2mm以下聯軸器測試。

以上試驗結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故障庫，這樣機泵健康診斷系統監測運行水泵振動時可以根據監測振動結果自動給出診斷結果。

五、結束語

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定性，最終確保電廠能耗傳輸的有效性、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].產業與科技論壇，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中振動異常分析[J].湖北農機化，2018（07）：44-45.