某电厂汽动给水泵振动异常的分析与处理

时间：2024-05-04

武文华/内蒙古电力科学研究院

某电厂汽动给水泵振动异常的分析与处理

武文华/内蒙古电力科学研究院

本文对某电厂汽动给水泵振动异常情况进行了详细的分析，经过振动测试诊断和对轴承、联轴器的检修及动平衡配重，消除了轴向振动，减小了径向振动，为汽动给水泵振动分析和处理积累了经验。

汽动给水泵;振动;动平衡

前言

随着火电厂节能降耗工作的不断深入，汽动给水泵在降低厂用电率方面发挥了突出的作用，节能效果十分明显[1]。但是由于汽动给水泵结构复杂，在启动、维护方面与电动给水泵相比较，增加了工作量，特别是汽动给水泵的振动异常时常困扰着电厂，同时也降低了使用效率[2]。本文以某电厂汽动给水泵在一次停机后再次启动时出现了振动大幅增大的异常情况，经过振动测试诊断和对轴承、联轴器的检修及动平衡配重，消除了轴向振动，减小了径向振动的过程进行了详细的分析，为汽动给水泵今后运行和检修积累振动处理经验，提供理论参考。

一、设备概况

该火电厂汽动给水泵汽机型式为单缸、双流程、下排汽凝汽式，自带水冷凝汽器。运行方式为变参数、变功率、变转速，逆时针旋转方向，额定功率22855kW（4934r/min），最大连续功率32000kW，自动调速范围2800-5300r/min。与汽动给水泵经挠性（膜片）联轴器直联连接，与前置泵连接方式为汽轮机-汽动给水泵-齿轮箱-前置泵。该汽动给水泵1-4瓦均配置了X、Y轴振测点，从机头看X向测点为垂直正上方偏左45°，Y向测点为垂直正上方偏右45°。

汽泵在日常运行中各瓦轴振通常在20μm左右；某日该汽动给水泵停机后，盘车过程中突发电机故障而盘车跳闸，就地手动盘车180°，手动盘车中感觉明显费力，约3小时后电动盘车恢复。再次启动后，在2850r/min停留时，1、2瓦轴振从20μm爬升到50μm左右；4000r/min以上时1、2瓦最大轴振达到80μm以上，无法正常运行。

二、机组振动处理过程

（一）第1次振动分析（汽动给水泵检修前测试数据分析）

为了掌握汽动给水泵振动特征，现场对1号汽动给水泵振动情况进行了测试[3]，数据见表1，其数据顺序为通频、基频、相位。并在4200r/min时，就地实测小汽轮机瓦振情况。

表1 汽动给水泵首次测试数据单位：μm

调取TDM历史数据，观察变转速过程1、2瓦振动情况见表2，其数据顺序为基频、相位。

表2 变转速过程小汽轮机1、2瓦振动数据单位：μm

以表1、2为依据进行分析，可以看出该汽动给水泵具有以下振动特征：3、4瓦轴振值很小，而支承小汽轮机的1、2瓦轴振值明显增大，说明轴系存在一定的质量不平衡或类似质量不平衡的问题。按照设备旋转方向和X、Y测点安装方向，推测1瓦X、Y测点接反。1、2瓦垂直瓦振较大，且存在很大的轴向振动，在2850r/min停留时，1、2瓦轴振从20μm爬升到50μm左右，需要分析爬升原因。变转速时，1、2瓦振动幅值有明显变化，相位有一定变化，且振动与转速关系的复现性较好。

根据以上振动特点，分析振动原因主要有两种可能：

1.摩擦热弯曲，认为小汽机转子出现了轻微热弯曲，形成转子轻微的质量不平衡，产生的离心力与转速平方成正比，导致高转速下基频振动增大。此类情况下，也会产生一定的轴向振动。

2.联轴器故障，如不对中或紧力不足，在变转速（对应不同的负荷、不同的扭矩）时，也会引起径向的基频强迫振动和轴向振动。

现场决定停机检查联轴器、轴瓦、轴瓦附近转子晃度等；并视情况考虑是否对汽轮机转子进行配重。

（二）第2次振动分析（首次检修后小汽机启动情况）

停机后对联轴器、轴瓦进行了检查并发现（1）1瓦X、Y轴振接反，将其更正；（2）联轴器膜片有多处裂纹，现场决定将其返厂修复；（3）检修发现汽机与泵间对轮中心偏差大（上下差47μm，左右差27.5μm），重新调整中心；（4）复核小汽轮机两端轴承附近晃度在正常范围内，检修人员认为小汽轮机转子存在永久热弯曲的可能性小。

随后现场决定先进行小汽轮机单独冲转，对1、2瓦的轴振进行测量。对振动测试数据进行分析表明单独冲转小汽轮机时，1、2瓦振动及残余质量不平衡量均较小，推断汽动给水泵振动可能由于联轴器原因导致，要等待联轴器修复后进行测试分析。

（三）第3次振动分析（首次检修后汽泵启动情况）

联轴器返厂修复后，在3500r/min时，就地实测汽轮机瓦振情况，将小汽机与泵连接后进行启动试验。通过振动测试分析，1、2瓦轴向振动基本消除；但1、2瓦径向振动仍较大。考虑到单冲小汽机转子振动较小，连接给水泵后高转速（高负荷）下振动明显增大，推测有以下可能：

1.小汽机转子可能存在轻微热态弯曲，因为单冲小汽机时进汽量小而热变形小，连接给水泵高负荷下热变形相对大。

2.汽动给水泵连接后高转速下，小汽机轴向间隙、径向间隙变化，存在轻微摩擦振动。

3.小汽机靠背轮是否在变转速、变力矩过程中移位，引起振动连续增大。

现场决定停机先检查小汽机靠背轮变形情况，检查发现变形很轻微；同时测试抽真空后汽机支承轴承下沉情况也在许可范围内。

（四）第4次振动分析（动平衡处理情况）

现场认为可以通过对小汽轮机进行动平衡处理减小。首先在小汽轮机1瓦侧轴封附近配重约330g∠180°，启动后振动数据见表3所示，其中数据顺序为通频、基频、相位。

表3 首次配重后小汽轮机轴振数据单位：μm

对比表1、3数据，可以看到首次配重后，1、2瓦轴振、瓦振明显减小。决定将1瓦附近的配重块保留，同时在小汽轮机2瓦侧轴封附近配重约330g∠160°。二次配重后启动小汽轮机经过动平衡配重后径向振动有所减小，同时依据GB/T11348.3-2011标准[4]，各瓦轴振值均处于A区域，说明小汽轮机正常运行。