電廠給水泵多次啟動都因帶負荷後振動劇烈導致停機

發電廠給水系統設計為母管制給水系統， 配 3 台 DG270-140 型給水泵， 流量 270m 3 /h。 運行兩年後， 為節約廠用電， 先後對 1 號、3 號泵通流部分進行了改造， 並於 2000 年將 2 號泵換成了進口的大流量給水泵， 以便採用 1 台泵同時滿足 2 台機組運行的給水需要。 2 號泵選用西班牙產 6 x 14WXH-12 型泵， 流量為 500 m 3 /h， 轉速2 987 r/min， 效率 84.3%， 配套湘潭電機廠生產的YK-2500-2/1900 型電動機， 功率 2.5 MW。 設備於2000年 2 月完成安裝並進行了首次試運， 試運時因泵組振動大而停止。 經過檢查泵和電動機各軸瓦， 並進行了對軸系找中心等工作， 重新安排試運， 此次試運仍因振動超標而停止。

1首次試運不成功原因分析

試運之前空轉電機時， 各方向振動均在 20 um以下；整體啟動初期， 4 個瓦的各方向振動都在 30um 以下。 隨著負荷的增加， 振動增大， 其中 1 號瓦（泵高壓端）水準振動最大， 在帶負荷 10 min 後， 即達到 80 um。 經過對泵的結構分析， 認為引起振動的主要原因有兩個， 一是泵組的基礎澆灌不牢， 該泵和電動機為整體台板結構（圖 1）， 基礎台板的地腳螺栓澆灌比較困難， 且台板下方的水泥很難灌實；二是泵體無橫向和縱向定位銷， 泵運行後， 隨著泵體和進出口管道溫度的升高， 發生自由膨脹， 導致泵組中心（泵殼與軸承， 泵殼與葉輪， 聯軸器等）偏移， 引起振動。

2處理過程

根據以上分析， 我們重做基礎， 將泵與電動機的基礎分開， 系統佈置如圖 2。 聯繫長沙水泵廠加工了泵的基礎台板、地腳螺栓和墊鐵， 對泵組重新安裝和二次澆灌。 將泵體入口側的縱向定位銷進行了現場安裝（由於廠家設備只在泵體上留有銷孔， 泵座沒有銷孔， 也未提供銷釘， 所以安裝時未在泵座上開孔裝銷， 本次進行了恢復）， 同時在泵體的出口側加裝了橫向定位銷（在泵體左右側的底座上各加焊了 l0 mm x 80 mm 的方鋼作為定位，

限制泵體向一側偏移過大）， 並檢查確認冷態下管道對泵體無應力影響。

3安裝完畢後第二次試運

這次試運根據外國專家的意見， 將泵體入口管灌滿常溫除鹽水，

暖泵時間較長， 水溫變化較緩慢， 啟泵後進行了有關振動值測量， 泵在空載和50%負載時執行時間為 2 h， 之後加滿了負荷， 試運 24 h， 一切正常。 振動值如表 l 所示。

4消缺後重新啟泵振動大

泵停運後， 對在 24 h 試運中出現的出口門蓋洩漏， 泵體放水門內漏等缺陷進行了處理，

處理後重新投入運行， 啟泵後逐漸加帶負荷， 在運行約50 min 後， 振動逐漸增大， 最大為 4 號瓦， 水準振動 l20 u m， l 號瓦、3 號瓦振動在 80um 左右， 並伴隨有一種低頻振動的沉悶聲音。 我們立即停泵進行檢查， 經對泵組聯軸器中心、電動機和泵的軸瓦、電機磁場中心和定、轉子空氣間隙等參數進行測量， 結果與安裝時測量資料基本一致， 在合格範圍內。 兩天后重新啟動， 啟動後測量空載振動， 振動很小， 20 min 後帶 50% 負荷， 測量振動很小， 各瓦水準、軸向、垂直方向振動皆在 30 u m 以下。 加滿負荷後， 停運 l 號、3 號給水泵， l0 min 後振動開始增大， 現象和前次一樣。 此次由電氣人員測量給水泵電流， 在振動時有 l ~ 2 A 電流的波動。 當 4 號瓦水準振動達 l20 um 時立即啟動 l 號、3 號泵， 停 2 號泵， 停泵後經檢查一切正常。

5儀器分析

本次啟動過程如下：泵組啟動，空載運行 50 min，帶 50%負荷運行 50 min（停運 1 號給水泵），接著 2 號泵帶 100%負荷（停 1號、3 號給水泵）。感測器安裝方向為垂直方向，鍵相標記在電動機與泵之間的裸露軸段，探頭方向為右 90 。啟動過程測得振動資料如表 2。

振動主要表現以下特徵：泵組振動主要為 1 倍頻，空載時振動有一定的波動，加滿負荷並運行一段時間後振動逐漸穩定；機組軸承座與基礎間各測點差別振動不大。

6問題分析與結論

2 號給水泵在 24 h 試運時振動情況良好，在之後的啟動過程中出現振動大的情況。而在進行儀器測試時的啟動過程中，在未對泵組部件進行任何處理的前提下運行正常。經對幾次啟動過程進行分析，認為產生振動是由於泵體結構引起的，與泵的啟動方式有關。該水泵前期振動是由於局部碰摩產生熱彎曲引起的，新軸、新瓦由於接合面不好易產生碰摩，引起小幅波式振動。前幾次啟動，由於加負荷過快，對軸系產生的擾動力過大，再加上該泵的動靜間隙很小，在泵組啟動後，膨脹不暢的情況下，加劇了動靜碰摩。由於轉子在轉動的一周當中只與靜子的部分弧段接觸，發生部分碰摩，碰摩對轉子做局部加熱，局部加熱的後果是轉子彎曲，工頻振動增大，表現為波動爬升特點的振動。分析認為，適當延長啟動至帶滿負荷時間，可以減小對軸系的擾動力，並能使各部件膨脹均勻，避免碰摩產生。

5儀器分析

本次啟動過程如下：泵組啟動，空載運行 50 min，帶 50%負荷運行 50 min（停運 1 號給水泵），接著 2 號泵帶 100%負荷（停 1號、3 號給水泵）。感測器安裝方向為垂直方向，鍵相標記在電動機與泵之間的裸露軸段，探頭方向為右 90 。啟動過程測得振動資料如表 2。

振動主要表現以下特徵：泵組振動主要為 1 倍頻，空載時振動有一定的波動，加滿負荷並運行一段時間後振動逐漸穩定；機組軸承座與基礎間各測點差別振動不大。

6問題分析與結論

2 號給水泵在 24 h 試運時振動情況良好，在之後的啟動過程中出現振動大的情況。而在進行儀器測試時的啟動過程中，在未對泵組部件進行任何處理的前提下運行正常。經對幾次啟動過程進行分析，認為產生振動是由於泵體結構引起的，與泵的啟動方式有關。該水泵前期振動是由於局部碰摩產生熱彎曲引起的，新軸、新瓦由於接合面不好易產生碰摩，引起小幅波式振動。前幾次啟動，由於加負荷過快，對軸系產生的擾動力過大，再加上該泵的動靜間隙很小，在泵組啟動後，膨脹不暢的情況下，加劇了動靜碰摩。由於轉子在轉動的一周當中只與靜子的部分弧段接觸，發生部分碰摩，碰摩對轉子做局部加熱，局部加熱的後果是轉子彎曲，工頻振動增大，表現為波動爬升特點的振動。分析認為，適當延長啟動至帶滿負荷時間，可以減小對軸系的擾動力，並能使各部件膨脹均勻，避免碰摩產生。