给水泵震动大的原因分析
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泵振动原因和测试与解决方法目录_Toc34896210总则 (3)振动评估 (3)泵的运行点对振动的影响 (4)泵入口设计对振动的影响 (5)平衡 (6)泵/驱动机对中 (6)共振 (7)转子动力学评估 (9)流体“增加质量”对转子动力学固有频率的影响 (10)环形密封“Lomakin效应”对转子动力学固有频率的影响 (10)转子扭转分析 (11)转子动力稳定性 (13)参数共振和分数频率 (15)测试方法– FFT频谱分析 (16)测试方法–冲击(敲击)测试 (17)振动故障排查 (19)案例:立式泵带空心轴/齿轮箱驱动 (22)总结 (24)总则当泵及其关联系统发生故障时,通常归结到四种类型:断裂,疲劳,摩擦磨损或泄漏。
断裂的原因是过载,例如超过预期的压力,或管口负荷超出推荐的水平。
疲劳的条件是施加的载荷是交变的,应力周期地超过材料破裂的耐久极限,泵部件的疲劳主要由振动过大引起,而振动大由转子不平衡,泵和驱动机之间轴中心线的过大不对中,或固有频率共振放大的过大运动引起。
摩擦磨损和密封泄漏意味着转子和定子之间的相互定位没有在设计的容差范围。
这可以动态发生,一般原因是过大的振动。
当磨损或泄漏位于壳体单个角度位置,常见的原因是不可接受的管口载荷量,及其导致的或独立的泵/驱动机不对中。
在高能泵(特别是加氢裂化和锅炉给水泵),另一个在定子一个位置摩擦的可能性是温度变化太快,导致每个部件由于随温度的变化,长度和装配不匹配。
有一些特定的方法和程序可供遵循,降低发生这些问题的机会;或如果发生了,帮助确定解决这些问题的方法,从而让一台泵保养的更好。
振动评估关于泵的振动和其它不稳定机械状态的诊断或预测,应包括如下评估:•转子动力学行为,包括临界转速,激励响应,和稳定性•扭转临界转速和振荡应力,包括起机/停机瞬态•管路和管口负荷引起的不稳定应力,和不对中导致的扭曲•由于扭振、止推和径向负荷导致高应力部件的疲劳•轴承和密封的稳态和动态行为•正常运行和连锁停机过程的润滑系统运行•工作范围对振动的影响•组合的泵和系统中的声学共振(类似喇叭)通常讨论的振动问题是轴的横向振动,即与轴垂直的转子动力学运动,然而,振动问题也会在泵的定子结构发生,如立式泵,另外振动也会发生在轴向,也可能涉及扭振。
汽动给水泵轴振大原因分析及对策作者:郭宇烽来源:《科学与财富》2020年第12期摘要:某电厂在机组停运期间对一台汽动给水泵芯包进行了更换,重新投运给水泵时,其4号轴瓦处轴振异常增大导致出力受限,发电机组无法满负荷运行。
基于对设备结构的了解及对故障现象的深入分析,技术人员对轴振增大的原因给出了准确的判断并安排设备返厂修复。
本文着重对上述故障的异常现象、原因分析及检修等过程进行了详细的介绍。
关键词:汽动给水泵;异常振动;质量不平衡引言汽动给水泵芯包作为整体部件,一般情况下由于部件本身原因导致泵组异常运行的可能性较小。
本次异常事件的发生,提醒我们对于重要的转动辅机,根据其运行工况、运行时间进行轴系支撑系统及动静结合面处的预防性检查是十分必要的。
希望对这一异常事件的分析诊断过程能为其他电厂处理此类问题或进行设备维护保养提供有益的经验参考。
针对汽动给水泵转子质量不平衡的形成原因、振动机理和振动特点进行了详细的分析和介绍,以某600MW超临界机组汽动给水泵在运行过程中出现的异常振动过程进行分析和研究,指出轉动部件脱落是导致该汽动给水泵异常振动的主要原因,成功解决了汽动给水泵异常振动问题。
1汽动给水泵设备简介某电厂锅炉补水采用汽动给水泵。
给水泵型式为卧式、离心、多级筒体式,由筒体及芯包两个主要部件组成。
其中筒体支承在型钢结构的泵座上,与给水管路采用焊接连接方式,筒体上有一中间抽头口以提供再热器减温水;芯包位于筒体内,与筒体一起构成泵的主压力边界,通过联轴器连接与小汽轮机,可以整体从泵筒体内抽出。
芯包由泵轴、叶轮及导叶、平衡鼓、径向轴承、推力轴承、轴端密封等组成。
2转子质量不平衡产生原因、振动机理及振动特点2.1转子质量不平衡产生成因转子质量不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障。
造成转子不平衡的具体原因很多,按发生不平衡的过程可分为原始不平衡、突发性不平衡和渐发性不平衡3种情况。
(1)原始质量不平衡。
某350MW机组汽动给水泵振动故障诊断及处理发布时间:2022-10-23T08:45:16.732Z 来源:《科技新时代》2022年10期作者:刘超[导读] 汽动给水泵是将除氧器中具有一定温度和压力的水连续输送至锅炉的设备,在机组的运行中发挥着重要的作用刘超阳城国际发电有限责任公司山西省晋城市048102摘要:汽动给水泵是将除氧器中具有一定温度和压力的水连续输送至锅炉的设备,在机组的运行中发挥着重要的作用。
某热电厂1号机组主机为350MW超临界汽轮机,配备一台50%容量的汽动给水泵和一台50%容量的电动给水泵。
在分系统调试阶段,在转速达到3200r/min 时由于3瓦和4瓦振动通频振动大而导致保护动作跳机,始终未能达到额定工作转。
对某厂350MW汽轮发电机组汽动给水泵的振动进行了分析及处理,振动的主要特征为低转速下晃度大,并且高转速下出现了较大的5倍频分量,通过分析提出了解决振动的具体措施,为今后同类型振动的处理提供参考和借鉴。
关键词:350MW;晃度;5倍频;给水泵高参数、大容量火力发电厂的主要辅机设备采用单列布置能够大幅节约初投资、运行维护和设备检修费用,在生产运行期间的低负荷经济性较高,但是对设计制造能力、运行可靠性等方面要求较高。
随着制造业的快速发展,为了节省投资、节能降耗、降低发电成本,主要辅机设备单列布置逐渐投入使用。
汽动给水泵作为火力发电厂重要的辅机设备,单列布置汽动给水泵的可靠运行对机组的稳定有着至关重要的意义。
1轴系及测试设备简介1.1轴系简介此汽动给水泵轴系由小汽轮机转子、膜片联轴器、给水泵转子组成,总计四个轴瓦,其中汽轮机调端为1瓦,联轴器侧为2瓦,给水泵联轴器侧为3瓦,自由侧为4瓦,小汽机和给水泵的轴承均为椭圆轴承。
键相传感器安装在1瓦附近,位置从驱动端看为左90°。
1.2振动测试设备在轴系振动测试时选用的测量设备为SKVMA旋转机械振动监测分析仪,该设备可用于各种旋转机械的振动测试、分析、故障诊断,测量通道可根据机组的实际情况进行扩展,能够满足目前所有机组的振动测试,并可采集如下的动态数据:通频振幅、选频振幅、间隙电压、博德图、极坐标图、频谱图、趋势图、时基图等,可以满足机组振动分析、故障诊断、现场动平衡等各项要求。
浅谈给水泵电机振动【摘要】用hg-8904c振动信号数据采集器对电动机底脚及轴承进行振动信号采集分析,通过振动频率、相位差及振动幅值对电动机存在的底脚松动、滚动轴承间隙过大及转子不平衡等故障进行甄别,确定故障类型和部位,查找故障原因,提出解决措施。
【关键词】给水泵;电机;振动故障1.问题的出现锅炉给水泵并联给yg-75/3.82-m1循环流化床等锅炉供水,其中b104#给水泵型号为4zdg-12,流量46t/h,压力6.0mpa;配用电机为jk113-2轴承型号为nsk 6316c3,转速为2990r/min。
在设备运行中发现4zdg-12给水泵电机轴承振动突然增大。
如果不进行及时处理,将导致电机轴承损坏、抱轴,引起锅炉负荷大幅波动严重影响系统供汽稳定。
用vm-63测得4zd-12给水泵电机负荷侧轴承在水平、垂直和轴向的振动幅值分别为90、75、65μm,电机振动幅值超过企业要求小于50μm的振动标准。
2.原因分析及对策4zdg-12给水泵联轴器侧轴承轴向振动良好(振动幅值25μm),电机与水泵联轴器对中正常,表明振动主要由电机侧故障引起。
电机底座紧固螺栓垂直方向振动偏大,且振动沿对角线有规律摆动,认为电机底座存在定向振动, 动现象。
停泵检查发现,焊接在振动幅值为38μm处的底脚螺栓下部的紧固压板出现3cm长的裂纹,振动幅值为35μm处的底脚螺栓锁紧螺母紧力不足,二者导致紧固螺栓松动,引起底脚振动沿对角线定向摆动。
焊接紧固处理后运行,测得底脚螺栓垂直方向振动幅值降至正常范围;4zdg-12给水泵电机负荷侧轴承在水平、垂直、轴向的振动幅值分别为52、48、41μm,同处理前比较,虽然振动幅值大幅下降,但水平振动仍超过50μm的企业标准。
2月10日用hg-8904c数据采集故障振动系统对4zdg-12给水泵电机负荷侧轴承进行了振动测量,水平和垂直方向的振动信号频谱见。
电机轴承振动能量主要集中在1倍频(50hz), 4倍频(197.5hz)及2倍频(100hz),同时出现3倍频(147.5 hz)、8倍频(397.5hz)等高倍频。
核电厂循环水泵振动异常原因分析摘要:本文着重分析核电厂循环水泵振动异常原因,对循环水泵零件安装不标准、水流状态异常、运行状态调试不规范、轴承磨损严重、监管力度薄弱等方面展开具体分析,为核电厂循环水泵检修人员提供理论支撑。
关键词:循环水泵;振动异常循环水泵是确保核电厂正常工作的重要设备之一,水泵工作时常因外部环境、内部磨损等原因而影响其正常工作,时常有振动异常的问题发生。
分析核电厂循环水泵振动异常原因、采取相关措施提升水泵工作稳定性、保证水泵检修工作人员检修质量,对核电厂运行具有正向意义。
核电厂循环水泵振动异常原因分析:1、循环水泵零件安装不标准一方面,可能是电机本体安装不标准,尤其是电机轴与联轴器的相对摆度值过大。
一般要求电机在250r/min转速下的摆度值不超过0.03mm,250-600r/min转速下的摆度值不超过0.02mm,若超过极限值就会发生明显振动。
另一方面,也可能是泵得安装不标准,安装时工作人员未把泵组轴线对中,出现水泵安装精度差等原因。
2、水流状态异常水泵中水流状态异常也会产生振动异常。
首先,水泵进水口对水流速度、水压有一定要求水流速度如果超过最大的标准值,或者是水压不统一,出现忽高忽低、局部水压不稳定等情况,都会导致水泵进水口的结构出现变化,如导叶转变了方向,水泵运行的状态就会产生异常从而引发振动。
其次,水泵在运行期间,内部环境的压力是恒定的,但是当水泵运行状态出现变化,如启停、状态转换等,内部压力急剧变化就会引发振动。
3、运行状态调试不规范无论何种设备结构,在正式应用前都需要进行相应的调试,确定设备运行状态满足要求后,再将设备投入到运行中。
在实际操作过程中,会存在一些不规范操作,从而导致振动问题的出现。
具体表现为:1.在循环水泵的出口位置会添加运行参数控制设备,这些设备零件在正式应用时都需要对其进行合理调控,有时由于调试时间较紧,会出现调试状态不佳的情况,从而导致水泵振动的问题发生。
给水泵震动大的原因分析 给水泵震动大的原因分析 针对水泵机组的各部件存在的振动,分析了产生振动的原因。从水泵的水力、机械结构设计,到泵的安装、运行、维护等方面几提出了减轻泵振动的措施。结果表明,保证泵零部件结构尺寸、精度与泵的无过载性能等水力特性相适应;保证泵的实际运行工况点与泵的设计工况点吻合;保证加工精度与设计精度的一致性;保证零部件安装质量与其运行要求的一致性;保证检修质量与零部件磨损规律的一致性,可以减轻泵的振动。 振动就是评价水泵机组运行可靠性的一个重要指标。振动超标的危害主要有:振动造成泵机组不能正常运行;引发电机与管路的振动,造成机毁人伤;造成轴承等零部件的损坏;造成连接部件松动,基础裂纹或电机损坏;造成与水泵连接的管件或阀门松动、损坏;形成振动噪声。 引起水泵振动的原因就是多方面的。泵的转轴一般与驱动电机轴直接相连,使得泵的动态性能与电机的动态性能相互干涉;高速旋转部件多,动、静平衡沐能满足要求;与流体作用的部件受水流状况影响较大;流体运动本身的复杂性,也就是限制泵动态性能稳定性的一个因素。 1 对引起泵振动原因的分析 1、1电机 电机结构件松动,轴承定位装置松动,铁芯硅钢片过松,轴承因磨损而导致支撑刚度下降,会引起振动。质量偏心,转子弯曲或质量分布问题导致的转子质量分布不均,造成静、动平衡量超标川。另外,鼠笼式电动机转子的鼠笼笼条有断裂,造成转子所受的磁场力与转子的旋转惯性力不平衡而引起振动,电机缺相,各相电源不平衡等原因也能引起振动。电机定子绕组,由于安装工序的操作质量问题,造成各相绕组之间的电阻不平衡,因而导致产生的磁场不均匀,产生了不平衡的电磁力,这种电磁力成为激振力引发振动。 1、2基础及泵支架 驱动装置架与基础之间采用的接触固定形式不好,基础与电机系统吸收、传递、隔离振动能力差,导致基础与电机的振动都超标。水泵基础松动,或者水泵机组在安装过程中形成弹性基础,或者由于油浸水泡造成基础刚度减弱,水泵就会产生与振动相位差1800的另一个临界转速,从而使水泵振动频率增加,如果增加给水泵震动大的原因分析 的频率与某一外在因素频率接近或相等,就会使水泵的振幅加大。另外,基础地脚螺栓松动,导致约束刚度降低,会使电机的振动加剧。 1、3联轴器 联轴器连接螺栓的周向间距不良,对称性被破坏;联轴器加长节偏心,将会产生偏心力;联轴器锥面度超差;联轴器静平衡或动平衡不好;弹性销与联轴器的配合过紧,使弹性柱销失去弹性调节功能造成联轴器不能很好地对中;联轴器与轴的配合间隙太大;联轴器胶圈的机械磨损导致的联轴器胶圈配合性能下降;联轴器上使用的传动螺栓质量互相不等。这些原因都会造成振动。 1、4离心泵叶轮 ①离心泵的叶轮质量偏心。叶轮制造过程中质量控制不好,比如,铸造质量、加工精度不合格;或者输送的液体带有腐蚀性,叶轮流道受到冲刷腐蚀,导致叶轮产生偏心。 ②离心泵叶轮的叶片数、出口角、包角、喉部隔舌与叶轮出口边的径向距离就是否合适等。 ③使用中叶轮口环与离心泵的泵体口环之间、级间衬套与隔板衬套之间,由最初的碰摩,逐渐变成机械摩擦磨损,这些将会加剧离心泵的振动。 1、5传动轴及其辅助件 轴很长的泵,易发生轴刚度不足,挠度太大,轴系直线度差的情况,造成动件(传动轴)与静件(滑动轴承或口环)之间碰摩,形成振动。另外,泵轴太长,受水池中流动水冲击的影响较大,使泵水下部分的振动加大。轴端的平衡盘间隙过大,或者轴向的工作窜动量调整不当,会造成轴低频窜动,导致轴瓦振动。旋转轴的偏心,会导致轴的弯曲振动。 1、6水泵选型与变工况运行 每台水泵都有自己的额定工况点,实际的运行工况与设计工况就是否符合,对泵的动力学稳定性有重要的影响。水泵在设计工况下运行比较稳定,但在变工况下运行时,由于叶轮中产生径向力的作用,振动有所加大;单泵选型不当,或就是两种型号不匹配的泵并联。这些都会造成泵的振动。 1、7轴承及润滑 轴承的刚度太低,会造成第一临界转速降低,引起振动。另外,导轴承性能闭给水泵震动大的原因分析 不良导致耐磨性差,固定不好,轴瓦间隙过大,也容易造成振动;而推力轴承与其她的滚动轴承的磨损,则会使轴的纵向窜动振动以及弯曲振动同时加剧。润滑油选型不当、变质、杂质含量超标及润滑管道不畅而导致的润滑故障,都会造成轴承工况恶化,引发振动。电动机滑动轴承油膜的自激也会产生振动。 1、8管道及其安装固定 泵的出口管道支架刚度不够,变形太大,造成管道下压在泵体上,使得泵体与电机的对中性破坏;管道在安装过程中较劲太大,进出口管路与泵连接时内应力大;进、出口管线松动,约束刚度下降甚至失效;出口流道部分全部断裂,碎片卡人叶轮;管路不畅,如出水口有气囊;出水阀门掉板,或没有开启;进水口有进气,流场不均,压力波动。这些原因都会直接或者间接地导致泵与管路的振动。 1、9零部件间的配合 电机轴与泵轴同心度超差;电机与传动轴的连接处使用了联轴器,联轴器同心度超差;动、静零部件之间(如叶轮毅与口环之间)的设计间隙的磨损变大;中间轴承支架与泵筒体间隙超标;密封圈间隙不合适,造成了不平衡;密封环周围的间隙不均匀,比如口环未人槽或者隔板未人槽,就会发生这种情况。这些不利因素都能造成振动。 1、10水泵自身的因素 叶轮旋转时产生的非对称压力场;吸水池与进水管涡流;叶轮内部以及涡壳、导流叶片漩涡的发生及消失;阀门半开造成漩涡而产生的振动;由于叶轮叶片数有限而导致的出口压力分布不均;叶轮内的脱流;喘振;流道内的脉动压力;汽蚀;水在泵体中流动,对泵体会有摩擦与冲击,比如水流撞击隔舌与导流叶片的前缘,造成振动;输送高温水的锅炉给水泵易发生汽蚀振动;泵体内压力脉动,主要就是泵叶轮密封环,泵体密封环的间隙过大,造成泵体内泄漏损失大,回流严重,进而造成转子轴向力的不平衡与压力脉动,会增强振动。另外,对于输送热水的热水泵,如果启动前泵的预热不均,或者水泵滑动销轴系统的工作不正常,造成泵组的热膨胀,会诱发启动阶段的剧烈振动;泵体来自热膨胀等方面的内应力不能释放,则会引起转轴支撑系统刚度的变化,当变化后的刚度与系统角频率成整倍数关系时,就发生共振。 2 消除水泵振动的方法 给水泵震动大的原因分析 2、1从设计制造环节消除振动 2、1、1机械结构设计方面注意的问题 1)轴的设计。增加传动轴支撑轴承的数目,减小支撑间距,在适当范围内减小轴长,适当加大轴的直径,增加轴的刚度;当泵轴转速逐渐增加并接近或整数倍于泵转子的固有振动频率时,泵就会猛烈振动起来,所以在设计时,应使传动轴的固有频率避开电机转子角频率;提高轴的制造质量,防止质量偏心与过大的形位公差。 2)滑动轴承的选择。采用无须润滑的滑动轴承;在液态烃等化工泵中,滑动轴承材料应采用具有良好自润滑性能的材料,比如聚四氟乙烯;在深井热水泵中,导流衬套选择填充聚四氟乙烯、石墨与铜粉的材质,并合理设计其结构,使滑动轴承的固定可靠;叶轮密封环与泵体密封环处采用摩擦因数小的摩擦副,比如m20lk石墨材料一钢;限制最高转速;提高轴瓦承载能力及轴承座的刚度。 3)使用应力释放系统。对于输送热水的泵,设计时,应使由泵体变形而引起的连接件之间的结构应力得以释放,比如在泵体地脚螺栓上面增加螺栓套,避免泵体直接与刚度很大的基础接触。 2、12水泵的水力设计注意事项 1)合理地设计水泵叶轮及流道,使叶轮内少发生汽蚀与脱流;合理选择叶片数、叶片出口角、叶片宽度、叶片出口排挤系数等参数,消除扬程曲线驼峰;泵叶轮出口与蜗壳隔舌的距离,有资料认为该值为叶轮外径的十分之一时,脉动压力最小;把叶片的出口边缘做出倾角(比如做成20。左右),来减小冲击;保证叶轮与蜗壳之间的间隙;提高泵的工作效率。同时,对泵的出水流道等相关流道进行优化设计,减少水力损失引起的振动。合理设计各种泵的进水段处的吸入室,以及压缩级的机械结构,减少压力脉冲,可以保证流场稳定,提高泵的工作效率,减小能量损失,也可以提高泵的振动动态性能的稳定性。 2)汽蚀振动就是泵振动的很重要的一部分。当泵的人口压力低于相应水温下的与压力时,会发生伴随剧烈振动的汽蚀。减小汽蚀的措施包括:确定水泵的安装高度时,使装置的有效汽蚀余量大于泵的最小装置汽蚀余量;适当加大进水管直径,缩短进水管长度,减少管路附件,通流部分断面变化率力求最小,提高管壁的粗糙度;减少弯头数目与加大管道转弯角度;降低水泵的工作转速;采用抗空化汽蚀的材料,比如不锈钢,或在容易发生汽蚀的部位涂环氧树脂;进水流道设计要合理,力给水泵震动大的原因分析 求平滑,使进人叶轮的水流速度与压力分布均匀,避免局部低压区;提高制造加工质量,避免因为叶片型线不准确造成局部流速过大,压降过多;提高泵装置的抗汽蚀性能,包括在泵的进口处设置水力增能器,增能器的结构,提高泵的吸人压头,从而提高泵装置汽蚀余量;增加几何倒灌高度;尽量减少进水管路水头损失;采用双吸式泵。 为了保证吸水管或压水管内无空气积存,吸水管的任何部分都不能高过水泵的进口。为了减小人水口处的压力脉动,吸水管路直径应比泵人口直径大一个尺寸数量级,以便水流在泵人口处有一定的收缩,使流速分布比较均匀,同时还应当在泵人口前有一段直管,直管长度不小于管路直径的10倍。 注意创造良好进水条件,进水池内水流要平稳均匀,以消除伴随卡门涡旋的振动。 3)基础的设计。基础的重量应为泵与电机等机械重量总合的三倍以上;盛水池的基础应具有相当的强度;电机支架与基础最好做成一体或做成面接触;在泵与支架之间设置隔振垫或隔振器。另外,在管路之间采用减振材料连接,减少管路布置,可以消除弹性接触与水力损失带来的振动。 2、2从安装与维护过程作为消除水泵振动的方法 1)轴与轴系。安装前检查水泵轴、电机轴、传动轴有没有弯曲变形、质量偏心的情况,若有,则必须矫正或者进一步加工;检查与导轴承接触的传动轴,就是否因弯曲而摩擦轴瓦或衬套而使自己受激力。如果监测表明,轴实际上已经弯曲了,则矫正泵轴。同时,检查轴的端间隙值,若该值过大,则表明轴承已磨损,需更换轴承。 2)叶轮。动、静平衡就是否合格。 3)联轴器。螺栓间距就是否良好;弹性柱销与弹性套圈结合不能过紧;联轴器内孔与轴的配合就是否过松,若太松,可采用诸如喷涂的方法来减小联轴器内径直至其达到过渡配合所要求的尺寸,而后将联轴器固定在轴上。 4)滑动轴承。间隙值就是否符合标准;各处润滑就是否良好;提高泵的轴瓦检修工艺水平,严格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循环程序,保证轴瓦与轴颈的接触面积达到规定的标准: ①泵轴颈与轴承间隙值,通过更换前后轴承、研磨、刮瓦、调整等手段达到合格。 ②泵轴承体与轴承箱球面顶间隙值合格。