浅谈凝结水泵振动分析

摘要：凝结水泵振动超标将导致泵组发生故障，造成泵组停运，并进而引发更为严重的故障。此外，还将会导致备用泵与运行泵之间频繁地切换工作，容易造成凝结水泵的电机和供电设备发生故障。本文就凝结水泵振动问题进行分析。

关键词：凝结水泵；振动；处理

引言

某电厂4台机组均为N300-16.7/537/537-2型亚临界、一次中间再热、单轴双缸双排汽、凝汽式汽轮机。每台机组配置2台凝结水泵，一台运行一台备用。凝结水泵流量355t/h，扬程158m，电压6000V，转速1475r/min。

一、原因分析

4号机B凝结水泵2007年大修完成后便一直存在振动大问题，2009年利用4号机组停机大修期间对该泵组进行了原因排查。停机脱开电机与泵体联轴器后，空转电机，测量电机上端部水平位置最大振动值为280μm，查看2007年检修记录，因当年电C空转时振动大，将电机返厂做动平衡等方法消除，但电机经返厂安装就位后空转振动仍大，迫于当时检修工期较短，未对该泵进行彻底的检查。

对该泵组产生振动的原因初步分析，发现造成水泵振动的因素较多，从设备安装主要环节开始排查，并从泵组的基础及地脚螺栓、泵体台板底座的水平度、泵体安装的垂直度、连轴器找中心情况、电机的本体质量情况等方面着手。

（一）检查泵组台板底座与基础的接触情况。如垫铁接触不好，二次浇灌时未振捣，造成浇灌层空鼓，将会使泵组运行振动增大。

（二）检查电机与水泵的地脚螺栓是否紧固。如地脚螺丝松动，势必造成泵组运行振动增大。

（三）检查电机与水泵的中心位置是否在规定范围内。常见原因就是中心不符合要求而引起振动。

（四）检查电机与水泵的连轴器之间有无足够的轴向间隙。确保两半连轴器因热胀冷缩自由的沿轴向连续运行，必须有一定的伸缩量，否则可能造成电机在热态时振动值增大。

（五）凝结水泵进出口管道强制对口连接造成附加应力，进出口管道运行膨胀不均造成附加应力，也是导致泵组振动产生的原因。

二、检查情况

根据上述原因分析，在#4机组停机后安装下列步骤对B凝结水泵进行了检查。

（一）脱开电机与泵的联轴器螺栓，空转电机，测量电机上端部水平位置最大振动值为280μm。检查电机与泵联轴器中心偏差，最大偏差值30μm，此时电机联轴器中心向扩建端偏15μm。中心偏差在合格范围内。

（二）检查电机与水泵的连轴器轴向间隙值，实测结果为0.95mm，大于制造厂要求的最小伸缩量0.8mm，电机轴向有足够的热胀冷缩余量，排除了因转子受热膨胀受阻而产生的振动。

（三）松开水泵进出口法兰螺栓前，在泵组水平和垂直方向架百分表监视。法兰螺栓松开前后百分表数值变化最大值为0.05mm，水泵出口法兰处垂直方向向下位移0.05mm。

（四）水泵进出口法兰脱开，使泵体独立后重新空转电机，振动还是没有减少。将测振仪放在振动最大的水平位置上，停运电机，振幅未见明显减少，但伴随转速下降振幅缓慢下降。根据电机厂的出厂试验报告，电机出厂时的振动测试值为27μm，可暂时排除电机动平衡引起的振动。

（五）检查电机支座连接螺栓、台板底座地脚螺栓均无松动，排除了因螺栓紧固件松动而引起的振动。

（六）起吊电机及电机支座后检查台板底座的水平度。测量水平，发现台板水平偏差最大达到0.28mm/m，出口侧高、进口侧低，再加上管道连接后产生的位移，已知水泵转子长度约4.5m，将该偏差折算到水泵下导轴承处，那么该处转子径向偏差近1.26mm，必然会造成动静碰摩引起振动。

（七）起吊泵体、筒体及台板底座检查垫铁及二次浇灌情况。发现部分垫铁布置不规范，接触面积偏少；台板底座与混凝土的接合处有细小的裂纹，台板底部与垫块之间有较多的空隙未完全灌浆，二次浇灌层未填充整个空间，存在空鼓现象，靠近筒体部位甚至无二次浇灌的混凝土，造成基础结构不够牢固。

三、处理结果

（一）将原二次浇灌层铲除，不得有浮灰浆存在，应凿出新的毛面直至露出原基础面。在台板底座地脚螺栓两侧及台板底座加强肋板处划出垫铁布置区域，为增加台板底座稳定性，在垫铁间距较大处增设垫铁，使垫铁间距不大于300mm。安放垫铁处的混凝土表面应剔平，并应使两者接触密实且四角无翘动。

（二）按规程要求配置垫铁后吊入台板底座。对台板底座、外筒体结合面找平，外筒体结合面水平达到制造厂要求允许值0.05mm/m，确保了外筒体结合面的水平及泵体的垂直；通过加装调整垫片等手段，找正了电机支座结合面水平，达到厂家要求允许值0.05mm/m。

（三）二次灌浆是安装阶段的一个重要组成部分，二次灌浆质量好与坏关系到泵组的整体性及稳定性。因荷载大部分集中在二次灌浆层上，所以必须保证设备底座灌浆密实度。灌浆之前用压缩空气吹扫表面上的灰尘，彻底清除设备底座及侧面上的油污等杂物。灌浆24h前，要向混凝土表面喷洒清水湿润，灌浆前清除模板内的积水。向设备基础底部灌浆时，严禁振捣，以免产生离析，从一个方向慢慢浇灌，以保证底座下不留气孔。对底座浇灌时，浇灌工作连续进行，直到灌浆结束。灌浆完后及时进行养护，定期进行浇水，养护时间不少于7天。

（四）检查水泵转子各零部件配合间隙及磨损情况，主要包括：导叶、叶轮、诱导轮、水瓦、螺旋套、轴承及各定位套等。检查发现诱导轮、首级叶轮磨损严重，证实了由于台板底座不平产生的动静摩擦，检修过程中对磨损严重的部件进行了更换。在对泵组解体后，按照规程规定对转子进行弯曲度测量，弯曲值不超过0.02mm，符合规程要求。

（五）泵组组装完毕后电机空载运行，测量电机上端部水平位置最大振动值为110μm，在数值上降低了许多，但仍处于较高水平。将进出口管道连接后重新空转电机，振动无明显变化，说明管道连接后对泵组无附加应力。带泵试运初期测量电机上端部水平位置最大振动值为70μm，满负荷后降至55μm。分析认为：该情况只能说明2007年大修中泵组检修质量差，存在台板底座水平度超标现象，使电机轴承室与水泵轴承室不同心，电机转子垂直度差，电机轴承有碰磨现象，造成了B凝结水泵组振动大。经过一段时间的运行，电机轴承磨损到一定程度，电机组装过程产生的碰摩外力消失，电机满负荷时振动降低，经过运行摩擦一段时间后，电机转子在垂直方向自动找正。

四、结束语

凝结水泵振动将会对泵组和电厂的安全稳定运行带来极大隐患，因此，必须针对具体的振动情况进行具体分析，并相应采取有效的处理措施，将振动消除或控制在规范允许范围以内，为提高凝结水泵组和发电机组的运行稳定性和发电效率发挥作用。

参考文献：

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