电动给水泵振动原因分析及处理方法
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电动给水泵振动原因分析及处理方法
摘要：电动给水泵作为发电厂最主要的辅机设备，如果水泵出现明显的故障异常，必然会导致发电机组出力下降或停运造成经济损失。从目前来看，引起泵站机组轴承振动异常的因素非常多，引起发电厂电动给水泵振动的因素非常复杂，需要检修人员结合故障的实际现象进行认真分析。对振动简易诊断进行判断，明确设备振动或其他的状态异常利用普通测振仪以及其他的方式来，最大程度增强电动给水泵安全运行的整体效果，确保安装水平全面提升。
关键词：火电厂；给水泵；原因；处理方法
1.给水泵的振动原因
1.1电动机引起的振动
从给水泵的结构构成和运行原理来看，电动机是给水泵的核心构成，电动机的安装质量是否达标、运行是否稳定与可靠，都将会影响到给水泵的运行效率。因此，电动机方面的问题会引起给水泵的振动，尤其是在轴承损坏、内部磁力不平衡的情况下，振动难以避免。一旦在电动机的安装过程中磁力中心的准确度不够，电机轴振动、泵组振动势必出现，且这种振动表现为以下特征：水平方向上的振动小，轴向振动大；在负荷与转速日渐增大的过程中，前置泵与耦合器电机侧的振动同步增大，这一情况对于主泵振动并不存在直接且明显的干扰。
1.2从给水泵支撑系统角度
台板、基础底座等在整个给水泵的运行过程中起着一定的支撑作用，当在给水泵运行时这些其支撑作用的模块出现了问题时，同样会引起一定的振动。比如，当基础的稳定性或者刚度不够的情况下，可能会伴随着微小振动的出现，在受到其他不平衡激振力的作用下，这些微小振动将朝着更大的振动发展 [1]。 1.3从给水泵内流体流动角度
给水泵运行时，为发挥其在火电厂机组运行中的作用，呈现出机械能向流体势能与动能的转换，一旦在给水泵中流体存在异常的流动行为和现象，势必伴随着异常振动。根据由这种原因所引起的振动分析，汽蚀和水力冲击是主要的原因，给水泵内严重的汽蚀现象存在时，因为存在凝结过程，也就同步产生了一定的脉动力，当与其他激振力同步作用时，振动问题越发严重，振动强度偏大；水力冲击则更多地表现在导叶与动叶同方向的情况下，因为导叶叠加时的叶片冲击力巨大，同样会引起给水泵的巨大振动，对给水泵的正常运转产生极大的干扰。
1.4转子质量不平衡引起的振动
转子质量不平衡同样是火电厂给水泵振动的一个原因，在火电厂机组中，如果转动部件的质量中心完全偏离了转轴几何中心线，一旦启动了整个机组，给水泵的振动异常严重，这种原因所引起的振动呈现出以下特征：水平方向上的振动值最大，但轴向的振动相对偏小；在转速逐步增大同时伴随着振幅的增大；振动频率与转速呈现出一致性；振动处于相对稳定的状态下，负荷变化几乎不会对振动产生直接且明显的影响。
1.5动静摩擦产生振动
给水泵的运行过程中，动静摩擦同样会引起异常振动，当转动部分与静止部分直接接触，该接触点的摩擦作用力发过来作用在转子上，引起转子的异常振动。与其他原因所引起的振动相比，动静摩擦所造成的振动为自激振动 [2]。
2.火电厂给水泵振动常见处理方法
2.1确保转子部件质量平衡
针对火电厂给水泵的异常振动，为避免转子问题所引起的振动故障，火电厂应结合机组配备要求，保障转子部件的质量平衡。从材料采购阶段开始，保障每种材料的采购完全按照使用标准来进行，在正式的安装作业之前，对全部的安装质量加以检查和验收，开展调试、进行动和静平衡测试，检查转子是否存在质量问题，在转子中心部位的检查上，重点要判断其平衡是否达到了标准。为有效避免出现转子不对中的问题，相关人员在给水泵的调试过程中，就应该对旋转中心加以精准定位。为避免转子操作不当所引起的部件异常，在设备投入使用之前应做好暖泵，保障受热的均匀性，对管路加以适当优化。
2.2油膜振荡与支撑系统异常处理策略
对于油膜振荡和支撑系统问题，火电厂在处理时一般需适当提升转子临界转速，通过这一方式来有效控制油膜振荡问题的发生。但在给水泵的运行过程中，这一油膜振荡控制方法显然不适用，反而应采用反涡旋技术来人为干预油流的方式。当然，也可以适当提升偏心率，发挥转子运行中对涡动的抵消作用。现阶段，随着各个火电厂对给水泵振动问题的异常重视，各个火电厂都在积极通过对给水泵振动原因的分析来进行相应的异常振动控制，部分火电厂采用了提升油膜压力、更换轴承等方式。针对支撑系统的异常故障，适当在原有基础上提升轴承座的刚度，并采取相应的加固手段 [3]。
2.3保证动静部件运行正常
针对动静摩擦所引起的给水泵振动，火电厂相关人员应保持动静部件之间的良好配合，专业人员在给水泵的运行过程中，应定期开展泵体检查，及时掌握泵体是否存在变形、泵轴是否弯曲。为避免动静摩擦所引起的振动，相关人员应对摩擦力加以合理控制，比如，可以扩大动静部件之间的间隔。给水泵的运行中，火电厂应给给水泵提供相对良好的条件，使得其免受外部因素干扰，密切关注给水泵运行情况，在振动出现时立即向有关部门反馈并采取有效的控制对策。
2.4流体流动异常解决策略
流体流动异常同样会引起给水泵的振动，这一类振动对给水泵的危害是非常大的，各个火电厂都应该做好给水泵的选择，保障给水泵的各方面性能完全符合要求，这是源头上的控制手段，可以从根本上消除由给水泵性能不达标所引起的流体异常流动。汽蚀、水力冲击所造成的给水泵异常振动，振动的危害程度从根本上可以通过对水流声音的变化规律来判断，为有效对这种振动加以控制，火电厂可以适当增大蜗舌、泵壳之间的间距，或者可以调整流道线型。为控制水力冲击作用力所造成的振动，在安装作业进行时保持导叶头部、动叶出口边一定的错开。
3.其他原因及措施
3.1设备安装阶段，严格控制施工质量 在泵组安装之前，需要对全体的基础垫块接触状况进行全面检查，保证及时验收，如果发现异常问题要及时处理避免基础垫块接触影响泵组轴系振动。从设备的清点到现场安装，全部的施工工序都必须严格认真检查。此外在土建二次灌浆时要全程监测灌浆质量，避免土建灌浆不到位或者设备出现位移情况。在电机与泵安装调整中对于电机的磁力中心位置要准确，如果图纸和电机外壳没有明确标识，所以要及时向生产厂家联系再测量，轴瓦间隙中需要在规定范围内获取最大值，不能超过同时也要对水泵的滑销系统进行检查，不得出现卡涩、松脱等问题。在电子中心应该严格按照厂家的规范要求进行轴向位移补偿。也将连轴器的中心误差控制在合理范围之内。在设备安装调试的过程中，必须要严格按照厂家的要求，对运行时轴向位移补偿量进行全面分析，将连轴器的中心误差控制在规定的范围以内。安装水泵时，对泵的校正要明确具体的泵体位置，对泵的出口导管滑架要固定。在电机的整体输气控制和管道安装等方面有效实践的时候，其整体的造价经济性以及稳定性等方面都会受到较大程度的影响｡现代给水泵技术逐渐成熟的过程中，电站的给水泵业绩也会更加突出，使得事故的发生率得以降低，机组的灵活性也能够提升 [4]｡
3.2在给水泵试运行中，要求运行人员严格按照水泵运行规范操作
在给水泵安装时需要尽可能确保重力接触面滑动灵活，必要时可以加入润滑剂，管道与泵必须自然对口，避免用外力焊接的方法造成管道和泵体承受额外应力。在水泵保温时要严格按照施工要求，确保水泵的上下各温差保持一致，避免暖泵不均匀而造成的水泵出现异常振动。在给水泵运行期间，要坚决避免出现气蚀或水锤等异常情况，从而消除给水泵的异常振动，在确认水泵润滑合格之后要立即冲洗，并且对水泵的系统正常投入运行，保证油压油温符合要求，油箱位置保持正常。要对除氧气进行合理确认，保证注水至工作未定前水位计准确，只是要检查相关的放气阀是否打开系统是否全部充满水。同时对泵组冷却水和密封水检查，保证全部正确投入运行。如果发现因为基础不良而造成水泵异常振动，因此在水泵在设计阶段需要严格控制这一问题，通过错开基础固有频率而在水泵长期运行之后，基础的固有频率也会发生明显的变化，为此必须要对水泵加固来减少泵体振动异常等情况。螺栓松动很可能引发电动给水泵振动，所以必须要重新拧紧地脚螺栓或者立即更换螺栓材料，及时避免因为地脚螺栓功能衰退而造成的影响在发生损坏，引发电动给水泵振动时，要及时采取有效措施加以解决，确保电动给水泵稳定运行，避免出现突然加速的情况。检修人员要提高检修的水平，对轴承机架磨损情况进行准确判断，并采取恰当措施加以解决，如果轴承使用年限超标则立即更换，在水泵运行中检查人员需要严格控制巡检的整体力度，一旦发现轴承出现异常，声响则必须停止检修。
4.结语
火电厂在整体运行中，一些设备会出现零件老化、损坏等现象，会导致电厂运行故障。火电厂稳定、安全运行离不开给水泵，其振动问题严重时会影响到火电厂的正常运行，所以必须重视火电厂给水泵振动问题。
参考文献：
[1]董浩勤.燃煤机组电动给水泵振动故障原因分析与整改措施[J].发电技术，2019，40（S1）：73-77.
[2]杨璋,孙程斌,蒋彦龙.核电厂电动主给水泵热启动的振动特性试验[J].振动.测试与诊断,2018,38(06):1182-1186+1293.
[3]杨雄民,胡海良,闫志勇.给水泵汽轮机转子热结构振动计算方法及应用[J].热力透平,2018,47(04):278-282.
[4]高广建.注水泵电机高振动及绕组温度高故障分析及解决方法[J].化工设计通讯,2018,44(10):86.
