_103_600MW機(jī)組循環(huán)水泵振動分析與治理

1、輔機(jī)及凝結(jié)水、循環(huán)水系統(tǒng)篇上汽600MW空冷機(jī)組輔機(jī)冷卻循環(huán)水泵振動分析與治理馬全張精橋（陜西國華錦界能源有限公司 ）【摘 要 過循環(huán)水泵振動研究和測量分析掌握了振動特性，制定了葉輪修正和電機(jī)支座的強(qiáng)度和剛度的加固,降低振動的治理方案，處理后循環(huán)水泵振動達(dá)到振動優(yōu)”標(biāo)準(zhǔn)，治理效果明顯?！娟P(guān)鍵詞葉輪修正電機(jī)支座剛度和強(qiáng)度加固一概述陜西國華錦界能源有限公司（4X 600MW）機(jī)組系上海汽輪機(jī)有限公司設(shè)計制造的空冷燃煤機(jī) 組，首臺機(jī)組于2006年9月30日投產(chǎn)運(yùn)行，規(guī)劃一期工程安裝三臺循環(huán)水泵，長沙天鵝工業(yè)泵有 限公司生產(chǎn)，型號：800LCK-50，流量：Q= 3000m3/h揚(yáng)程：H = 50m，

2、效率：n 881%，轉(zhuǎn)速：n = 980r/min，軸功率:Pa= 504.6KW，配套電機(jī)功率： N配一630KWIrrMitt cp.Bl時飛七豊1 &3廠! s 有限公司J，Pump Co.tLtcf、盂長沙歹® C hartgsti aMHPll 廠性 M n 'r上Date06 07 卻循環(huán)水泵提供機(jī)組各設(shè)備冷卻器冷卻和沖洗用水，由于循環(huán)水泵較大振動可造成設(shè)備零部件的損壞，影響機(jī)組啟動前其它設(shè)備分步試運(yùn)，是機(jī)組啟動工作節(jié)點(diǎn)無法正常進(jìn)行，嚴(yán)重影響#1機(jī)組“168目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn),因此，國華錦界項(xiàng)目部按照發(fā)電公司的要求，對長沙天鵝工業(yè)泵有限公司生產(chǎn)（型號： 800

3、LCK-50 ）水泵進(jìn)行大修檢查和設(shè)備性能試驗(yàn)，同時進(jìn)行設(shè)備振動測試試驗(yàn)報告，最終找出影響 設(shè)備振動的因素，并制定可靠的改造方案，以解決循環(huán)水泵振動的難題。水泵性能試驗(yàn)800LCK-50 型泵葉輪外徑為 爭695mm，此時對長沙天鵝工業(yè)泵有限公司生產(chǎn)的循環(huán)水泵所做的性 能參數(shù)點(diǎn)如下（一）：流量 Q(m3/h)811.01280.0 2045.0 2659.0 3-95.6 3553.13822.9 4220.8揚(yáng)程H (m)65.563.9 60.3 59.0 53.3 48.744.7 36.5效率n (%)40.656.7 72.1 73.7 81.0 79.276.2 70.0軸功 Pa

4、(KW)356.5393.2 494.4543.3 572.7595.1 611.1599.0從以上性能試驗(yàn)可以表明，葉輪余量太大，葉輪與設(shè)備自身不匹配，是設(shè)備振動的一個內(nèi)因，現(xiàn)將葉輪外徑由/ 695mm調(diào)整到/ 645mm ,對葉輪重新修正后的所做的性能參數(shù)點(diǎn)如下（二）流量 Q(m3/h)781.81234.0 1972.4 2563.3 3()80.7 3425.33685.4 4069.0揚(yáng)程H (m)60.959.4 56.0 54.8 49.5 45.341.5 33.9效率n (%)40.656.7 72.1 78.7 81.0 79.276.2 70.0軸功 Pa(KW)319.

5、4352.2 442.$486.8 513.1533.2 547.5536.6表（二）說明：水泵葉輪車削后，并經(jīng)過修正流量達(dá)到3000 m3/h,揚(yáng)程50.3m從以上兩表對比分析水泵性能試驗(yàn)結(jié)果可以看到，水泵葉輪的設(shè)計的余量偏大、制造工藝粗糙，使葉輪的性能不 能滿足用戶的要求，是引起設(shè)備振動的一個內(nèi)部因素。三振動故障原因分析F面僅附其中的一臺循環(huán)水泵的振動情況由于三臺循環(huán)水泵振動分析報告測試結(jié)果基本類同,對振動因素進(jìn)行分析：2006 年6月27日對循環(huán)水泵振動數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集分析，由頻譜圖可見，電機(jī)頂部振動的分量主要是轉(zhuǎn)速分量，南北向振動幅值為131 m,東西向?yàn)?2卩瑪兩個方向的振動相差71

6、m電機(jī)下部的最大振動也在東西向?yàn)閕02m電機(jī)座南北向設(shè)計有進(jìn)出口檢修孔，剛性差，循泵進(jìn)出口端相對稱一側(cè)東西向電 機(jī)座剛性較大，南北向振動值應(yīng)大于東西向，現(xiàn)在是東西向大于南北向。主要是因?yàn)榱黧w對泵葉輪的沖擊力產(chǎn)生的激振力是造成電機(jī)頂部振動大的一個重要原因。振動的幅值與激振力成正比，與剛度成反比。通過做現(xiàn)場動平衡，減小激振力來降低振幅值。一 V4L¥ IPliHO 昭 H T m i e » h加重前東西向振動數(shù)據(jù)加重前南北向振動數(shù)據(jù)第一次加重振動數(shù)據(jù)東西向第二次加重振動數(shù)據(jù)東西向由加固后起水泵數(shù)據(jù)看，振動的主要分量以工頻為主，相位穩(wěn)定，表明不平衡力偏大，從減小 激振力方面考慮

7、，決定做動平衡實(shí)驗(yàn)。在泵與電機(jī)的對輪上，首次試加重的重量和角度根據(jù)同類型 機(jī)器影響系數(shù)確定為 380克/90 °加重后，振動的角度變化不大， 電機(jī)頂部振動南北向幅 值增大63 m 東西向減小46肌 電機(jī)下部振動?xùn)|西向減小41 yni振動數(shù)據(jù)見表。通過動平衡計算，第二次加重對加重重量進(jìn)行了調(diào)整，加重面不變，把加重在對輪處的重量和 角度為200克/108度的平衡塊去掉，再次起泵后，電機(jī)頂部振動?xùn)|西向和南北向振動值基本一樣為 114叩電機(jī)下部東西振動幅值增加了20 am達(dá)到82 口。由動平衡數(shù)據(jù)看，未加配重前，是東西向大于南北側(cè)，即泵的進(jìn)出口側(cè)大于檢修口側(cè)，加完配 重后，南北側(cè)大于東西向，

8、并且電機(jī)頂部南北向振動值增大了一倍，說明通過動平衡手段消除了流體對葉輪的沖擊力所產(chǎn)生的激振力后，電機(jī)支撐體剛度不足的特征便顯現(xiàn)出來，造成動平衡后南北向振動增加，其中的一個重要原因是電機(jī)支撐體剛度低。通過對加重量的調(diào)整，振動狀態(tài)沒有明顯的改觀， 還使電機(jī)下部和上部東西向的振動明顯增加, 所以恢復(fù)首次加重的重量和角度。#1#2動平衡前6月27日2 : 00東四131 102南北62 31振速4.9 3.8對輪處加重380克/90度8 : 20東西98 67南北150 40振速5.5 2.59: 00東西85 61南北126 39振速4.8 2.4去掉原加重對輪處再加重380 克/196 度東西11

9、4 82南北114 36振速4.3 3.411:006月 27 日東西115 84南北125 29振速4.5 3.2振動值單位m振動速度單位:mm/s四循環(huán)水泵振動分析結(jié)果：1、三臺循環(huán)水泵電機(jī)支座激振力的頻率與設(shè)備的振動頻率相等或接近，這是電機(jī)支座剛度和強(qiáng)度不足表現(xiàn)，對電機(jī)支座剛度和強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計和校核，以避免因電機(jī)支座的結(jié)構(gòu)不合理所造成剛度和強(qiáng)度不夠，以此引發(fā)的共振。因此，水泵振動的主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理引發(fā)的結(jié)構(gòu)共振。2、電機(jī)轉(zhuǎn)子本身也存在動不平衡問題，這也是引起振動的因素。3、循環(huán)水泵其它方面所引起的振動原因4、通過對水泵中心的檢查復(fù)測，對輪端面和外圓均在廠家技術(shù)要求范圍，對輪螺絲緩沖

10、墊無 磨損，從檢查發(fā)現(xiàn)對輪中心的原因引起的振動可以排除在外；5、 通過對水泵解體后串量的測量，葉輪密封環(huán)間隙測量， 泵軸彎曲測量，各軸套和軸承的檢查，均在廠家技術(shù)要求范圍， 但在檢查推力軸承過程中發(fā)現(xiàn)軸承滾珠和滾道均有大量的麻點(diǎn)，從這點(diǎn)說明推力軸承的磨損也是引起振動的一個因素。6、流體流動引發(fā)的振動。在對筒體及出口管道的流體流動情況來看，各循環(huán)水泵的出口支管彎接母管距離小于出口 口徑的 10倍，僅有1/3,且各出口采用剛性伸縮節(jié)，未采用伸縮性能較好的橡膠伸縮節(jié)，這將造成流體的短距離反沖擊和出口渦動，流體釋放緩沖性能差，最終導(dǎo)致出口流體的 反沖擊，這也是引發(fā)水泵振動不可忽視的因素。根據(jù)以上檢查和

11、試驗(yàn)的結(jié)果分析，認(rèn)為循環(huán)水泵振動主要是電機(jī)支座結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理造成設(shè)備強(qiáng)度和剛度不夠所引發(fā)的結(jié)構(gòu)共振，水泵葉輪設(shè)計、制造流量偏大，工藝粗糙也是引發(fā)振動的內(nèi)因，另外電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡、水泵推力軸承磨損、流體流動的渦動都將造成設(shè)備的振動。五循環(huán)水泵振動治理的措施：1、調(diào)整電機(jī)支座剛度和強(qiáng)度不足的措施循環(huán)水泵的振動主要表現(xiàn)在共振上，采取措施改變水泵電機(jī)支座的結(jié)構(gòu)，可以調(diào)整電機(jī)支座結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的頻率，以避開共振的發(fā)生，從而達(dá)到消除振動的目的。具體措施：原來的電機(jī)機(jī)座新?lián)Q的電機(jī)機(jī)座（1）縮小電機(jī)支座檢修人孔的大小，以增強(qiáng)支座的剛度和強(qiáng)度；（2） 加大電機(jī)支座側(cè)邊支撐板的數(shù)量和厚度，數(shù)量有原來的6件增加到10件，厚

12、度由原來的10mm增加到15mm ；（3） 電機(jī)支座筒體上下面同時加厚5mm，但總體高度不變；（4）支撐筒體圓周鋼板加厚 5mm ；以上措施的制定經(jīng)過廠家設(shè)計的校核和應(yīng)力強(qiáng)度計算，滿足使用要求。2、水泵葉輪的修正針對以上所做的水泵性能試驗(yàn)，說明葉輪的直徑偏大，制造工藝粗糙，表面有許多麻點(diǎn)、流到 不光滑，這是水泵振動的一個內(nèi)因，具體措施如下：(1葉輪直徑的車削，由原來的 / 695mm減到/ 645mm;(2) 葉輪前后蓋板寬度重新調(diào)整，達(dá)到每個葉片進(jìn)出口大小均一；(3) 嚴(yán)格工藝和要求對水泵葉輪重新制造，達(dá)到性能試驗(yàn)所需的要求；3、其它方面治理措施(1) .電機(jī)轉(zhuǎn)子動不平衡治理措施對電機(jī)轉(zhuǎn)子做

13、動平衡試驗(yàn)，重新進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到動平衡標(biāo)準(zhǔn)；(2) 推力軸承的磨損更換新的推力軸承(在更換前要做全面檢查，并用煤油清洗干凈)，并對推力間隙進(jìn)行調(diào)整，軸承緊力達(dá)到廠家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；(3) 流體流道的修正出口流道的改造，把出口支管伸長到出口管徑的10倍后，進(jìn)行彎接母管，以改變流體的性能。六振動治理的效果2006年4月份在機(jī)組安裝調(diào)試階段，按照循環(huán)水泵振動治理措施進(jìn)行施工工作。通過循環(huán)水泵振動治理措施的實(shí)施后，三臺循環(huán)水泵的振動最大0.04mm，達(dá)到 優(yōu)"的標(biāo)準(zhǔn)，為#1機(jī)組分布試運(yùn)順利進(jìn)行奠定了良好的開端，經(jīng)過近幾個月的試運(yùn)和#1機(jī)組“ 168的順利移交，三臺循環(huán)水泵振動良好，性能穩(wěn)定，治理效果明顯。七總結(jié)通過對三臺輔機(jī)循環(huán)水泵調(diào)試運(yùn)行情況的分析和水泵性能試驗(yàn)及振動測試分析報告，發(fā)現(xiàn)了設(shè)備振動的內(nèi)、外部因素，并找出了引發(fā)振動根源，提出了解決振動的措施，并利用檢修機(jī)會進(jìn)行實(shí) 施，取得了明顯效果。通過對輔機(jī)循環(huán)水泵振動的解決，使我們認(rèn)識到，立式泵的電機(jī)支座的剛性對泵的振動影響非常大，特別是大功率的水