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锅炉给水泵转子不平衡引起振动原因分析

发布时间:2020-04-29 10:59 来源:三昌泵业 人气:
       通过日常点检对振动监测,分析多级锅炉给水泵产生振动的原因,根据实际检修经验,提出针对不同振动故障采取不同处理的方法。探讨多级锅炉给水泵转子不平衡引起振动所具有的特征,找到解决不平衡振动故障的捷径,以实现效益*大化。
       多级锅炉给水泵在火力发电厂中担负着输送介质的重要任务,是发电厂的心脏。一般设计3台50%容量泵,两用一备,定期切换运行。锅炉给水泵故障包括泄漏、振动、发热、出力下降等,而以振动现象*多。振动产生的原因复杂,往往经过多次处理才能得到解决,不仅造成了人力物力的浪费,而且长时间影响机组的安全。针对这种情况,本文重点分析锅炉给水泵振动原因,提出处理问题的方法。

       1、振动标准与监测

       水泵振动幅值标准见表1,简谐振动位移、速度及加速度对应值见表2。
水泵振动幅值标准表
       为了保证多级锅炉给水泵在隐患发生初期得到及时处理,维护工程师必须定期对其进行监测,把握运行状态,再根据日常监测数据及时提出处理办法。随着科学技术水平的发展,频谱分析仪、超声波分析仪、振动波形采集器、成套振动分析软件系统正在振动分析中得以推广。由于有些设备系统复杂,费用昂贵,用起来也不方便,只有在像汽轮机等大型设备进行专家分析时才用到。一般日常监测中,机械振动分析仪如日本进口VM -63.VM - 70等测振仪等以其简单实用而被广泛使用。
       根据振动信号识别设备故障是一件难度较大的工作。因为同一故障可以有多种表现形式,而同一表现形式又可以由不同故障引起。在现场实际测量中,点检工程师一般根据测量振动位移、振动速度和振动加速度配合温度、压,力等参量进行检测。生产实际中,绝大多数设备故障识别振动信号适于振动速度,因为振幅对低频振动敏感,振动加速度参量对高频敏感,而速度参量对频率的敏感程度则是介于位移和加速度二参量之间。在进行低频故障及低速设备的监测和诊断时,应选取位移参数量;在进行高频高速类设备的诊断时,应选择加速度参量;而进行宽频带内设备的总体监测时,选取速度参量较为真实可靠。对生产中出现振动故障的设备,可以从振幅、速度、加速度全方位监测比较,以期得到较为准确的结论。
       一般而言,点检工程师对水泵各轴瓦进行水平、垂直轴向3个方位测量,取振动位移或速度1个参量即可,监测中如果发现测量数据异常时,再加人其它参量进行对比测量。

       2、振动原因及分析

       多级锅炉给水泵振动因素分为外因和内因两大部分。管路振动、中心不正、基础松动、轴瓦磨损、电气故障等都属于外部因素,而转子本身部件磨损脱落、摩擦是引起振动的内因。从引起振动的机理来说,又可分为电气、机械、水力和其它原因等。

   2.1、电气方面原因

       电机是水泵运行的原动机,电机好坏直接关系到水泵运行的稳定。电机轴承损坏,电机内部磁力不平衡和其它电气系统的失调,造成电机故障,间接引起水泵的振动。又如电机在运行中,定转子磁力中心不一致或转子偏心等,都可能引起电机周期性振动进而影响水泵。许多情况下,电机故障却表现为水泵振动大于电机的情况,往往误导检修。对于出现靠近电机侧振动增加的情况,必须认真监测电机,有时脱开电机进行空试也是必要的。对水泵监测过程中也应当加强对电机的监测。

   2.2、机械方面原因

       电机和水泵转动部件质量不平衡、安装质量不良、中心不正.零部件的机械强度和刚度不够轴承和密封部件磨损破坏,以及水泵临界转速出现与机组固有频率-致引起的共振等,都可能产生强烈的振动和;噪音。另外,如基础松动、轴瓦磨损、动静摩擦等也都是机械故障引起的泵组振动。锅炉给水泵滑销卡涩、猫爪松动等是容易被忽视和漏查的振动原因。

   2.3、系统原因

       由于管路系统安装不良,水流不顺畅而引起压力波动,水泵进口流速和压力分布不均匀,负荷变化以及各种原因引起的水泵汽蚀等,都是常见的引起泵机组振动的原因。水泵启动和停机、阀门启闭、工况改变以及事故紧急停机等动态过渡过程造成的输水管道内压力急剧变化和水锤作用等,也常常导致泵房和机组产生振动。这些因素往往要通过改变运行方式和修正系统布置来完成。在设备安装试运初期系统问题应当特别注意,对于已经过长期运行的设备则优先其它因素考虑。

   2.4、其它原因

       有时发生的情况,往往--时找不到答案。例如选型不正确,制造设计缺陷等是在经过多次检修摸索中才能发现。在设备试运期间就频繁出现的故障,检修工程师应当大胆质疑,多方分析,从系统原理上提出改进或对设备提出改型方案。通过液压联轴器拖动的锅炉给水泵,必须注意分析液压联轴器的振动情况,许多液压联铀器故障也是引起水泵故障的原因之一”。多级锅炉给水泵振动原因复杂,单独一次测量往往难于对故障判断有较大把握,根据对设备的历史检测结果进行分析能使诊断更接近于真实情况。
       对当前机器的振动信号进行各种观察和分析时,应与正常运行状态下的振动进行比较,注意参数的变化及变化程度。在采用机械测振仪--时不能判断振动原因时,也可以引进频谱仪等高级设备。从频谱分析来说,基频分量变化不大,而2倍频幅值明显增大可能说明中心不正加剧;基频有稳定的高峰,谐波能量集中于基频,其他倍频振幅较小时可判断为转子不平衡故障。喘振使轴向振动变化明显,而不平衡增大使水平和垂直方向振动同步增长。趋势分析也是有效的办法,振动偏大是稳定不变的,还是逐步增大的,是时升时降,还是迅速增大等信息是做出结论的有效依据。例如:不平衡加大使振动缓慢而稳定上升,转子部件断落则出现振动幅值突然加大。
       依据经验,不平衡量增大会引起水平、垂直等径向振幅同时增长,而轴向振幅变化不大;不对中时径向振幅增大,且同时还可引起轴向振动也加大;转子部件松动时,其幅值不稳定;由于油膜振荡产生的振动以径向为主,振幅不稳;转子裂纹存在时,其水平方向和垂直方向的振幅值大小基本相等。