俄制800MW机组汽动给水泵振动研究及治理

俄制800MW 机组汽动给水泵振动研究及治理

康伟 刘立勇 张景彪

(绥中发电有限责任公司，葫芦岛市，125222)

10月19日分别投产。水泵为卧式双壳体、

and management process of steam water pump in 圆筒型七级调速型离心泵，泵的外壳为整体Suizhong Power Generation Co. Ltd, combined with 锻造，泵的内壳为圆环分段式；泵的转子由the fault phenomenon and the vibration curve 轴、工作叶轮、轴承、平衡盘、推力轴承、characteristics and analyzes the reasons in detail, and 半联轴节等组成。转子的轴向力由水力平衡points out the direction and emphasis of vibration by 装置和推力轴承共同平衡，轴端密封采用迷screening and troubleshooting methods, accurate to 宫式密封，泵与小汽轮机采用半柔性连接。eliminate the hidden trouble of equipment, with good 汽动给水泵主要用于给锅炉提供高温高压guidance the problem analysis and processing 的合格的给水。该泵组振动监测采用在线监solutions to similar defects on the spot. 测模式，传感器布置在两侧轴承处，分别位

于垂直90°位置方向，测量取值为转子瓦振

Keywords Steam feed water pump Frequency

数据。

Abstract This paper describes the vibration research doubling vibration

1 汽动给水泵技术参数及结构

摘要 本文叙述了绥中发电有限责任公司汽动给水泵的振动研究和治理过程，结合故障现象和振动曲线特点详细分析了问题产生的原因，并通过筛检和排除的方法指出了消振的方向和重点所在，准确消除了设备存在的隐患，其问题分析和处理思路对现场同类缺陷的解决具有较好的指导意义。 关键词 汽动给水泵 倍频 振动

（1）技术参数：

型 号 ЛН1500-350-2 额定转速 4600±100转/分 流 量 1500m3/h 出口压力 34.3MPa 入口压力 2.3Mpa 入口水温 165℃

出口极限压力 35.38MPa 允许汽蚀余量 145m 效 率 不低于84% （2） 结构图：

0 引言

国华绥中电厂一期(2*800MW)俄制汽轮发电机组，每台机分别配备两台俄制汽动给水泵，型号为ПН1500-350-2 ，两台机组汽动给水泵于2000年6月22日和2000年

2 汽动给水泵故障情况

12号汽动给水泵投入运行以来，振动状况良好。从2012年3月份开始，12号汽动给水泵在小流量时，驱动侧振动增大，振动烈度值最大达到25mm/s。该泵组虽然有在线的振动监测系统，但由于配置问题，瓦振数据只是在DCS 中有数值上的显示。而振

动相关的分析数据如频谱、轴心位置等均未引入到振动分析系统中，对该泵进行离线的瓦振测量和分析，同时考虑到该设备轴承刚度对转子轴振的响应程度，也测量了振幅值。

数据表1为水泵各转速下的振动烈度值：

表1：

转速r/min

垂直

自由侧轴承

水平

振动mm/s

轴向 垂直

驱动侧轴承

水平

振动mm/s

轴向

1.3

3.4

11.5

23.6

25.3

8.7

8.2

16.4

21.1

11.4

10.8 15.1

6.1 19.1

7.5 22.6

8.0 33.2

6.6 36.1

4.0

3.4

4.5

3.8

3.4

3099 13.2

3200 7.5

3400 10.2

3500 10.6

4094 9.0

数据表2为水泵各转速下的振幅值：

表2：

转速r/min 自由侧轴承振动mm

垂直 水平 轴向

驱动侧轴承振动mm

垂直 水平 轴向

3099 0.02 0.013 0.012 0.03 0.02 0.01

3200 0.03 0.012 0.011 0.026 0.023 0.02

3400 0.029 0.031 0.028 0.032 0.030 0.022

3500 0.043 0.027 0.032 0.045 0.029 0.025

4094 0.038 0.025 0.029 0.046 0.024 0.029

小汽轮机驱动侧轴承振动值都不大，就地测量振动烈度值为：4.5mm/s，振幅值为：0.032mm 。

2012年3月1日至12月31日DCS 在线监视曲线：

从以上就地测量及曲线数据来看，该水泵振动状况较差，应进行分析和处理。

振测量采用振动烈度能够更为真实的反映设备的工作状况，同时，由于没有轴振等数据，因此，对于此次水泵的振动分析和处理主要从振动烈度方面进行。

据有关文献介绍，上世纪九十年代日本国内曾经广泛调查过锅炉给水泵的振动情况，结果发现普遍存在高频振动较大（在振动频谱中占主要地位）的情况，振动频率=泵转子转速×叶轮叶片数。目前较为统一的看法是，这种高频振动是由泵体中水流对转子的作用力产生的。当叶轮出口经过一个导叶片的时候，水流冲刷导叶片产生压力波动，在整个圆周上如果存在不均匀的压力波动，就会对转子产生一个高频的横向激振力。

从12号汽动给水泵的测量结果来看，比较符合上述情况，振动以高频振动为主（即7倍频）。水泵倍频的产生，多集中在轴系不对中、部件松动、动静配合不当发生碰磨以及转子叶片故障等方面。因此可以排除基础及管路支吊架方面的影响。

通过以上分析，应对水泵的轴系对中、转动部件、动静配合间隙、转子叶片、转子动平衡等进行重点检查，通过筛检和排除的

3 汽动给水泵振动原因分析：

从水泵的振动测量结果看，驱动侧轴承振动烈度值明显偏高，而轴承的振幅值正常没有明显变化。由于无法对水泵的轴振进行测量，因此只能从轴承瓦振方面进行分析。瓦振是水泵轴承对作用在转子上激振力向外传递的响应，由于有润滑油膜的存在，在其支撑和阻尼双重作用下动力特性的传递会有一定的变化，宏观的看，但轴承刚度较强时，激振力在轴瓦上的作用表现将不是很明显，即瓦振值会小。

振动强度是指物体振动速度的均方根值，也就是振动速度的有效值，它反映了包含各次谐波能量的总振动能量的大小，其表达式为

一般的，对于转速较高的旋转设备，瓦

方法对水泵振动问题进行治理。

驱动侧下瓦有水纹状裂纹；自由侧上瓦里外侧有条状裂纹。

治理措施：两侧轴瓦重新整体浇注后现场研刮处理。

4 汽动给水泵振动治理：

利用机组停机检修机会对12号汽动给水泵进行了解体检修，发现问题及治理措施如下：

驱动侧上瓦外侧东部，有1/2面积龟裂；

（1）通流体驱动侧定位滑块（6块）接触情况不良。

治理措施：更换新定位滑块，并对配合间隙进行调整。

（2）驱动侧入口水室与抽头水室密封面存在冲蚀痕迹。

治理措施：加工沟槽，下密封胶圈。

治理措施：更换叶轮。

（4）第3级后导叶下方局部损坏4处，导叶密封环卡槽损坏。

（3）入口首级叶轮一片叶片根部焊接处存在裂纹（约80mm 长）

治理措施：更换导叶。

(5)第7级叶轮出口边缘变形共三处。 治理措施：对叶轮进行更换。

（6）第3、4、7级叶轮入口叶片存在裂纹。

治理措施：打磨后冷焊处理。

主要更换及调整情况：

（1）12号汽泵两侧轴瓦全部重新整体浇注，并在现场修刮合格。

（2）通流体与壳体定位滑块（6块）全部更换，制作专用测量工具测量后，重新调整配合间隙（间隙直径方向0.05mm ），试穿检查后回装。

（3）抽头水室与入口水室密封面出现冲蚀，将通流体侧密封面切槽3.8*2.4，放置ф491*3.1的密封胶条，将原来硬质密封改为胶圈密封。

（4）转动部分首次携带对轮进行高速动平衡。

（5）对轮跳动及瓢偏不合格（跳动0.10mm ，瓢偏0.12mm ），与轴锥度接触情况

不好。通过调整后对轮跳动0.05mm, 瓢偏

0.045mm ，锥度接触80%以上。

（6）1、5、7级叶轮与备用通流体叶轮进行更换，3、4、7级叶轮入口叶片处存在轻微裂纹，局部打磨后冷焊处理。

（7）原通流体叶轮密封环跳动超标，经调整达到合格，具体数据如下：

位置

修前密封环

跳动 修后密封环

跳动

0.06 0.03 0.04 0.03 0.015 0.04 0.02 0.12

0.1

0.13 0.13 0.11 0.09

0.1

一级 二级 三级 四级 五级 六级 七级

（8）12号汽泵筒体滑道导向块焊接处存在裂纹，经打磨后补焊处理合格。

（9）12号汽泵第3级导叶自动调整柱销松动、窜出、定位螺钉缺失2个及密封环卡槽损坏，与备用通流体导叶进行对换。

6 治理后汽动给水泵的振动情况：

2013年4月19日12:00开始试运 远方检测曲线：

就地测量数据： 转速4200

驱动侧：垂直 11.3mm/s 水平 5.7 mm/s 轴向 5.7 mm/s

自由侧：垂直 7.3mm/s 水平 4.2mm/s 轴向 5.3mm/s

料

作者简介：

[1] 康伟，男，2007年毕业于东北电力大学，工学学士，工程师，辽宁省葫芦岛市绥中发电有限责任公司维护部汽机专业专工，[email protected] 联系电话：[1**********] [2] 刘立勇，男，2007年毕业于东北电力大学，工学学士，工程师，辽宁省葫芦岛市绥中发电有限责任公司维护部汽机专业高级主管， 联系电话：[1**********]

[3] 张景彪，男，1997年毕业于华北电力大学，工程师，辽宁省葫芦岛市绥中发电有限责任公司维护部汽机专业主任工程师，联系电话：[1**********]

辽宁省葫芦岛市绥中发电有限责任公司维护部汽机专业专工，[email protected] 联系电话：[1**********] [2] 刘立勇，男，2007年毕业于东北电力大学，工学学士，工程师，辽宁省葫芦岛市绥中发电有限责任公司维护部汽机专业高级主管， 联系电话：[1**********]

[3] 张景彪，男，1997年毕业于华北电力大学，工程师，辽宁省葫芦岛市绥中发电有限责任公司维护部汽机专业主任工程师，联系电话：[1**********]

7 结论：

首级叶轮的裂纹、对轮跳动与瓢偏不合

格、对轮与轴的锥度接触不合格、抽头与入口水室密封面存在漏泄、芯包驱动侧定位滑块与筒体配合间隙不良、叶轮各级密封环跳动超标等多方面因素导致水泵在高速转动时的振动超标。

综上所述, 造成水泵振动的原因是多方面的, 在实际运行和维护中，—方面要严格检修工艺及安装工艺, 避免小误差的叠加；另一方面具体问题具体分析，找出问题关键所在，并采用针对性措施进行检查和处理，预防水泵的振动。只要我们掌握水泵振动的机理, 提高检修工艺，提早发现隐患，水泵振动的现象会得到很好的预防。

参考文献：

[1] 绥中电厂俄制800MW 机组汽动给水泵技术文件 内部资