邱意強(qiáng)

湛江電力有限公司,廣東湛江 524043

72LKSA-21型立式循環(huán)水泵組常見振動大的原因分析

邱意強(qiáng)

湛江電力有限公司,廣東湛江 524043

本文通過對72LKSA-21型立式循環(huán)水泵組常見機(jī)械振動異常現(xiàn)象分析，找出機(jī)械振動異常的原因，提出處理方法，保證水泵穩(wěn)定、安全、長周期運(yùn)行。

循環(huán)水泵；機(jī)械振動；分析

隨著機(jī)組單機(jī)容量的不斷提升，蒸汽流量不斷增大，凝汽器容積也越來越大。相應(yīng)地，冷卻面積也越來越大。同時，要保證蒸汽的冷凝效果，不僅要求凝汽器的有足夠的冷卻面積，也要求凝汽器有足夠的冷卻水量將蒸汽凝結(jié)放出的熱量帶走，為此，作為提供凝汽器冷卻水的循環(huán)水泵，出力也跟隨機(jī)組容量增大而增大，目前其單泵容量普遍達(dá)到了2～4×105m3/h。失去循環(huán)水，發(fā)電機(jī)組就不能繼續(xù)運(yùn)行。因此，循環(huán)水泵在電廠生產(chǎn)中作為重要輔機(jī)之一，保證其安全、可靠地運(yùn)行，是保證整臺機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

1 72LKSA-21型立式循環(huán)水泵組概述

目前，72LKSA-21型立式循環(huán)水泵組用于300mW級別機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)，以適應(yīng)機(jī)組運(yùn)行大流量的需要。其基本結(jié)構(gòu)為立式、混流、濕井式、可抽芯、固定式葉片結(jié)構(gòu)。水泵的流量為21 672 m3/h（6.02m3/s），揚(yáng)程為21m，效率為89%，轉(zhuǎn)速為370r/min，輸出軸功率為1461kW。配套電機(jī)為YL1600-16/2150-1型電機(jī)，電動機(jī)額定電壓為6kV，額定電流為207.4A，額定功率為1 600kW。為適應(yīng)電廠負(fù)荷的變化及環(huán)境氣溫的變化，設(shè)計循環(huán)供水系統(tǒng)常采用母管制，并聯(lián)運(yùn)行方式，通過增減循環(huán)水泵運(yùn)行臺數(shù)來適應(yīng)負(fù)荷及環(huán)境溫度的變化，滿足凝汽器正常運(yùn)行時所需的循環(huán)水量。

在不拆卸泵體的情況下，72LKSA-21型立式循環(huán)水泵可將轉(zhuǎn)子抽出檢修，減輕檢修工作負(fù)擔(dān)。水泵的吸入口垂直向下，吐出口水平布置。從上往下看，水泵逆時針旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)與水泵垂直聯(lián)接安裝，水泵軸向力由安裝在電動機(jī)上部的推力軸承承受。

2 常見振動大的原因分析及防范處理措施

水泵的振動原因比較復(fù)雜，一般而言，可分為水力振動與機(jī)械振動，水力振動與流道設(shè)計、運(yùn)行方式調(diào)整等外部因素有關(guān)。機(jī)械振動是由機(jī)械本身原因引起的振動，是屬于內(nèi)部因素。本文根據(jù)72LKSA-21型立式循環(huán)水泵泵組運(yùn)行后產(chǎn)生的常見機(jī)械振動的異常現(xiàn)象進(jìn)行分析，找出機(jī)械振動原因，提出處理方法，從而消除水泵的異常振動。

2.1 電機(jī)固定裝置松動

電機(jī)電流無變化，泵組運(yùn)行無異響，推力瓦與導(dǎo)向瓦溫?zé)o變化，但電機(jī)基座擺動較大，基座水平面上0與90°方向振動值差別達(dá)20～30um，是電機(jī)固定裝置松動的主要表現(xiàn)。

由于水泵基礎(chǔ)安裝布置在-4m以上，電機(jī)與泵的聯(lián)接必須經(jīng)過電機(jī)下支座、上支座的支承，從而造成了電機(jī)相對于水泵基礎(chǔ)的基準(zhǔn)面高出較多，在電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏心力的作用下，電機(jī)越高，擺動越大。因此，為了固定電機(jī)，減少電機(jī)擺動，在電機(jī)下軸承支座處設(shè)置了固定裝置。在水泵長期運(yùn)行過程中，由于水力沖擊及泵與電機(jī)本身的質(zhì)量不平衡量的存在，泵體與電機(jī)的振動是不可避免的，當(dāng)然，這種振動是可接受的。但是，在這種運(yùn)行振動的長期作用下，電機(jī)固定裝置的拉緊螺桿會克服自鎖而產(chǎn)生松動。電機(jī)在固定作用力的逐漸減弱情況下，振動不斷增大，從而影響到泵組的正常運(yùn)行。為此，必須對電機(jī)固定裝置進(jìn)行定期檢查，擰緊拉緊螺桿。另外，在結(jié)構(gòu)上，增加鎖緊螺母的厚度，對防止固定裝置松動有明顯的改善作用。

2.2 導(dǎo)向瓦塊松動

電機(jī)電流無變化，泵組運(yùn)行無異響，推力瓦溫?zé)o異常，導(dǎo)向瓦溫略有升高，但電機(jī)上部軸承室振動明顯加大，測其振動值達(dá)100～120um，電機(jī)基座水平面振動值別達(dá)60～80um，是電機(jī)導(dǎo)向瓦塊松動的主要表現(xiàn)。

水泵軸系較長，共有16m左右，在水泵基礎(chǔ)以上部分軸系長度達(dá)7.5m，水泵運(yùn)行時，軸系上部的徑向限位就是依靠電機(jī)下部的滾動軸承與電機(jī)上部的導(dǎo)向瓦塊。由于電機(jī)下部滾動軸承徑向間隙較大，對軸系徑向抱緊作用較小，當(dāng)因?qū)蛲邏K調(diào)整螺桿松動導(dǎo)致導(dǎo)向瓦塊抱緊間隙增大時，軸系就會因抱緊作用減弱而擺動增大，并且這種擺動是不斷增大，漸漸惡化的，會使電機(jī)振動不斷加大，進(jìn)行影響泵組的安全運(yùn)行。因此，必須及時停泵處理，重新檢查導(dǎo)向瓦間隙，調(diào)整到同一方向總間隙0.06～0.12mm之間，鎖緊調(diào)整螺桿。

在實際工作中，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水泵組的振動加大又無明顯異響時，必須對兩者進(jìn)行詳盡檢查。

2.3 水泵 內(nèi)部部件異常

常見的水泵內(nèi)部部件異常引起的振動分兩個方面，一是水泵轉(zhuǎn)動部件異常引起的振動；二是水泵內(nèi)部組裝部件松動引起的振動。

水泵轉(zhuǎn)動部件異常主要指水泵葉輪損壞引起的振動，在水泵運(yùn)行過程中，因為大流量輸送產(chǎn)生的抽吸作用，大件異物是可能進(jìn)入水泵吸入口的，在吸入口處與葉輪的碰撞會造成葉片損壞，從而引起水泵的劇振?；蛘咚迷陂L期運(yùn)行中，特別對于海水介質(zhì)，葉根腐蝕使葉片強(qiáng)度降低，在葉片的提升力作用下發(fā)生斷裂或彎曲，引起水泵的振動。其特點(diǎn)是振動發(fā)生突然，泵內(nèi)響聲大，電機(jī)電流變化明顯，水泵出口壓力變小。這種振動特征明顯，一般較易判別。

水泵內(nèi)部組裝部件松動，主要是指導(dǎo)流體松動、內(nèi)接管松動。出于檢修便利的考慮及保護(hù)轉(zhuǎn)軸的需要，72LKSA-21型立式循環(huán)水泵設(shè)置了內(nèi)接管和導(dǎo)流體，導(dǎo)流體與水泵泵體之間采用了掛耳防轉(zhuǎn)。內(nèi)接管與導(dǎo)流體為螺栓聯(lián)接，螺栓材料為2Cr13。在水泵運(yùn)行過程中，在海水電化學(xué)腐蝕和水力沖刷、部件振動的長期作用下，聯(lián)接螺栓螺桿斷裂，螺母松動脫落，造成了聯(lián)接失效，繼而引發(fā)導(dǎo)流體或內(nèi)接管的松動。在大流量輸送液體的水力作用下，會發(fā)生導(dǎo)流體轉(zhuǎn)動碰撞掛耳，內(nèi)接管撞擊轉(zhuǎn)軸等現(xiàn)象，從而引起了整個泵組的振動增大。由于內(nèi)接管或?qū)Я黧w松動而引發(fā)的水泵的振動是緩慢惡化的，所以初期的表現(xiàn)特征較為微弱，僅為泵內(nèi)有輕微異響，其它如電機(jī)電流、推力瓦溫、導(dǎo)向瓦溫都無明顯的變化，但如不及時處理，經(jīng)過長時間的碰磨，松動部件會進(jìn)一步損壞，水泵內(nèi)部的工作環(huán)境加劇惡化，會造成電機(jī)工作電流增加，水泵振動加大，以至影響到水泵無法正常運(yùn)行。

因此，對于水泵內(nèi)部部件異常引發(fā)的水泵的振動，必須認(rèn)真分析，果斷對待，及時解體，對缺陷部位及時處理，減少部件的擴(kuò)大損壞，避免造成設(shè)備不必要的損失。

2.4 電機(jī)擺度過大

因為電機(jī)擺度過大而造成泵組運(yùn)行振動過大的現(xiàn)象，常發(fā)生在電機(jī)大修之后的首次運(yùn)行，其特征為電機(jī)與泵振動明顯超標(biāo)，推力瓦溫高，導(dǎo)向瓦溫高，電機(jī)電流略有變大。一般來說，因為電機(jī)轉(zhuǎn)軸不長，所以人們常忽略對其擺度測量的必要性。而且在電機(jī)與泵找中心過程中，由于電機(jī)下軸承的限位作用，泵與電機(jī)的對中性可以調(diào)整在合格范圍內(nèi)，但實際上由于電機(jī)擺度的存在，會造成電機(jī)上部的推力盤與推力瓦的不良接觸，瓦塊負(fù)荷分配不均勻，在電機(jī)運(yùn)行工作過程中，推力瓦工作溫度會異常升高。

3 結(jié)論

近年來，隨著設(shè)計技術(shù)與制造工藝的不斷進(jìn)步，不少循環(huán)水泵電機(jī)采用滾珠推力與導(dǎo)向軸承，對泵組的振動有較好的改善，但隨著機(jī)組容量不斷增大，大流量、大功率的循環(huán)水泵也跟隨配套產(chǎn)生，其在結(jié)構(gòu)、流動上更為復(fù)雜，在水泵振動方面也會面臨更多的新問題，只要我們能善于發(fā)現(xiàn)、善于分析，針對振動特性進(jìn)行處理，就能更好地保證水泵及至整臺機(jī)組的安全運(yùn)行。

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1674-6708（2010）24-0032-02