水泵油泵振动测量电力工程论文

一、引言

新中国成立前期，我们国家生产的水泵几乎为零。过了将近半个多世纪后，水利事业与机械已经高度发展。我国近几年来建设了很多的发电站，如三峡发电站、锦屏和溪洛渡等等大型发电站。显而易见，水电建设与应用已经在持续平稳的发展。水泵在其中起着息息相关的作用，那么水电站对水泵油泵的要求也日益增高。所以对水泵在运行中产生的一系列振动、噪音还有动态应力等等的要求也是相当高的。本文就此介绍了水泵油泵可能引起振动噪音的有关因素以及振动的测量技术。

二、电站水泵在水电站的作用

把原动机的机械能转化成抽送液体能量的机械就是泵。泵的显著作用是液体的能量加强，所以被提升。增压和输送到需要的地方，水泵就是用来输送水或者给水增加能量的一种机械.

水电站水泵将水从下游抽送到上游，供用电高峰时发电。

水泵水轮机还分为立轴、单级、混流可逆式等。水泵水轮机在水电站中的布置是与悬式发电电动机用法兰直接连接。旋转方向为：水轮机工况俯视为顺时针旋转，水泵工况俯视为逆时针旋转。机组轴系采用具有上导轴承、推力轴承、下导轴承和水导轴。推力轴承置于转子上方的上机架中心体上部，上导轴承布置在上机架中心体内，下导轴承布置在下机架中心体内，水导轴承置于水轮机顶盖内侧。转轮拆装方式为中拆方式，即所有可拆卸部件包括转轮、水轮机主轴(包括中间轴)、水导轴承、轴承支座、顶盖、导叶、导叶接力器、导叶操作机构、主轴密封装置等能通过水轮机机坑廊道安装和拆卸。

比如我国的龙滩水电站机组是采取单机单元供水系统，采用蜗壳自流减压供水和尾水管取水泵加压供水是每台机组采用的两种供水模式。一般情况下，主用供水是采用蜗壳自流减压式供水。当主用技术供水设备故障需要检修或主用技术供水系统滤水器堵塞造成系统压力低时，采用水泵加压供水方式。通过3年多的运行考验，证明龙滩水电站技术供水系统设计可靠，性能优良。龙滩水电站备用技术供水主要由以下设备组成：1台DN500/PN25电动偏心半球阀、1台离心泵、1台DN500/PN16的水力泵控阀、1台过滤精度为4mm的DN500/PN25全自动滤水器及管路系统组成。水力泵控阀的应用，一定程度上提高了备用技术供水的可靠性，该阀经过适当调节，可以集减压、定压、逆止、电控开关作用于一身，操作简单便捷，可靠性高。电站人员利用离心水泵特有的性能（离心水泵特性曲线），将龙滩水电站1～7号机组备用技术供水泵出口的水力泵控阀开启速度进行了调整，成功地解决了备用技术供水泵启动瞬间过流跳闸的故障。为了解决水泵启动瞬间电流过大导致启动柜开关跳闸的故障，对离心水泵特性进行了分析学习，判断为水泵启动时泵控阀开启过快，导致水泵出口管路流量较大，流量的增大使离心泵的轴功率相应增大，轴功率增大后电机电流相应增大。当水泵启动瞬间电流达到启动柜设定的电流过大跳闸保护定值后，开关自动跳闸，水泵停止工作。找到原因后，工作人员对龙滩水电站备用技术供水系统进行了分析，最后决定利用水力泵控阀结构特性，调节泵控阀开启速度，从而控制启动水泵的瞬间电流保持在规定范围，通过试验成功解决了以上问题。水力泵控阀主要由阀门本体及流量加速器C、行程开关F、开阀速度调节阀A、关阀速度调节阀B、隔膜阀E、电磁阀D组成。其中，阀门本体经耐压隔膜、阀盘分为3个腔体（上、中、下腔），上腔为控制腔。当阀门关闭后，下腔压力等于上游管路水压力，中腔压力为下游管路水压力

这些水力泵控阀与传统泵控阀相比稳定性以及通用性都较高，此阀门很好的集减压、定压、逆止、电控开关控制于一体，具备开启和关闭速度调节功能，在离心水泵出口使用该阀门时，不但提高了设备的可靠性而且可以根据需要来对开阀速度进行调整，使系统需要和设备安全达到和谐统一，值得推广。

三、油泵水泵振动产生的原因

当机械设备在运转过程中一定会产生振动，那么造成振动的因素有很多。比如转子不平衡.基础刚度不足.基础变形偏移.轴承不对中.轴瓦间隙不当.联轴器对中不良和轴弯曲等等。如果要找到振动产生的原因，多数情况下可以用振动信号仪来进行振动频谱分析，也就是描绘频谱图，再把频谱图上的频率峰值与转动机械的故障特征频率进行对比，再结合实际工作经验来进行正确判断分析，从而确定故障原因，并进行有效的解决问题。

1.转子不均衡

水泵正常工作时，整个机组比较平稳声音也是正常的。什么情况下水泵会产生故障呢？如果机组振动太大又有杂音就得注意了。此时必须立即停机，找出故障原因。一般来说引起水泵振动最常见的原因基本是转子的不均衡.转子不均衡的原因有很多，首先从叶轮质量说起。加工时各部分重量分布不均匀的水泵叶轮在高速运转使会产生一个很大的离心力，会让水泵振动或者是损坏。那么这时一定要堆焊或者车削让叶轮每个部分重量均匀。比如泵站的一台20Sh-9型水泵，试车时振动厉害，水泵打开一检查才发现叶轮重量不均匀，后来将其堆焊和车削处理再找到平衡后，新安的水泵运行情况不错。

其次泵转子和电机转子的不平衡也会照成振动，消除的办法是看水泵和电机中心是不是一致，如果不一致那么则应该找准平衡

联轴器的原理就是把水泵轴和原动机轴连接起来一同元转并传递扭矩，如果它不同心就会使水泵振动。比如JBT8097-1999型水泵在运行中出现了振动，后来检查发现联轴器下方的泵底座上有摩擦后的橡胶粉末。这就表明了联轴器不同心引起了互相摩擦。在柱销以及弹性联轴器里，带有橡胶圈的柱销来完成力矩的传动，它能够很好的缓冲以及减振。但是橡胶圈太大或者太紧强行就位后就会使其不同心。那么橡胶摩擦粉末掉下来，原因就出来了。还有可能柱销和橡胶圈制造上有误差就会导致两轴中心不对称，也会引起振动。振动的源头找到，重新安装联轴器。机器也运行良好。

2.泵轴弯曲

泵轴的作用就是固定叶轮并带动叶轮旋转。叶轮是固定在泵轴上的，泵轴如果弯曲那么会引起转子的不平衡以及动静位置的损耗。这时水泵就会产生振动。想要解决这一问题就得将轴弯曲部位核正。

3.轴瓦间隙太大

使用滑动轴的大中型水泵里就比较容易出现轴瓦间隙过大。倘若轴瓦间隙太大，轴承盖紧力不够就会使泵产生振动，并且机组也会引起振动。如果重新调整轴瓦间隙，就不会再振动了。

4.轴承磨损

轴承是支承转动部分的重量和承受在运行中轴向力和径向力的部件。如果轴承有质量问题或者是被损坏就会在运行中使水泵振动。还会有异常的响声并伴随着发热的现象。正常运行时的水泵滑动滑动轴承温度在70度以下，滚动轴承在80度以下。如果在运行过程中发现温度和声音的异常就应该采取有效措施，进行停机解体检查下。很有可能轴承里面已经磨损了，应该及时更换轴承。

5.阀门过小

有的高扬程的蜗壳泵遇到流量小时就会产生不同程度的振动，原因是有的转子上有径向力的作用。如果水阀开到一定程度时，振动就没有了。

6.水流通道不畅

水流通道不畅又包括3个方面，首先从出水管路有空气存在说起。在出水管的较高处或大的出水阀门上部有空气存在，管道运行时形成气囊。气囊使管路中水流阻力变大，压力变大就会出现水击的情况，引起管道振动。比如假设泵站在干线DN800MM闸阀改为DN1400MM碟阀时，此时泵站地坪标高于出水干管管道高差不多16MM。这时停水施工后，管道内有大量的空气，当水重新送上时无法排除的大量空气积聚在管道高出的出水阀门上部引起管道振动。正常情况下，水流运行过程中会把这种空气慢慢带走，振动也自然而然的减轻。如果经过一段时间空气自行消除不完全，就必须在压力管上高出位置设置放气阀，空气就排出了。

其次第二个方面是吸水管道进气或者进了杂物，这种情况经常是为吸水管漏气，或吸水管口淹没深度不够，这时水泵就会吸入空气。很多水源泵站经常会发生这个情况，就是因为取水水源水位喜爱下降，以至于吸水管口淹没深度不够，吸水管周围水面形成漩涡，漩涡带动空气进入吸水管，引起水泵振动。还有由于吸水井栏污栏破损，水里的塑料袋.水草.垃圾甚至是石头被吸入水泵内，叶轮槽道被堵塞。有一次，在运行中发现水泵剧烈振动，水泵解体后，发现里面居然水草和石头等都有1公斤多。将杂物清除后，水泵就不再振动了。

最后原因可能是出水阀门掉板或者是没有开启。一般水泵启动后不会出现这种情况，只有在阀门的阀板与丝杆自行脱落才可能将阀门关闭。我厂一个泵站送炼铁高炉水泵就有过这样的情况。水泵检修后，开泵发现管道剧烈振动，并伴随有周期性的异响。经观察后发现电机电流值比较低。是出水阀有可能没有打开，水送不出去，检查后看到有个出水阀门已经掉板也无法开启。通过修理后，开泵振动就消除了。

为什么会出现这种情况呢？其实是检修管道时水排尽了，管道内没有压力。水泵开启后压力很快升高。当水流到阀门时紧靠阀门的一层水突然就停止了流动，产生水击压强，随后与之相接的第2层和后面的多层水相继停止流动了。压强不断再升高，并且以弹性波的形式由阀门迅速传向水泵出口，形成水击波，引起管道的振动

7.水泵选型不当

如果水泵的扬程和用户所需的扬程有差异，为了控制水压，水泵运行时的阀门就不会开完，这样压力差就靠阀门在调节，水泵所提供的流量大部分是消耗于克服阀门的附加阻力上，从而可以平衡供需的压力差，水流就会在管道里形成水击现象，水流引起紊乱流动管道就会剧烈振动。这时，只要将叶轮直径改变，水泵就不会再产生振动。还有一种情况是两种水泵型号不匹配并联，管网就会振动特别厉害。这种振动不仅仅是埋地的管道，整个泵房基础和围墙都有震感直接是多种多样的，涉及面广成因也比较复杂，只有彻底的排除故障才能够保证水泵的正常运行