给水泵震动原因及处理工艺分析

常 瑛

（中国电建集团 上海能源装备有限公司，上海 201316）

1 给水泵震动产生的原因分析

震动是转动机械在运行过程中时常出现的问题。如果只是一些较小的震动，对运行稳定性影响较小，适当加以处理即可。如果是一些较大的震动，不及时处理很有可能会影响整个机组的正常运行。给水泵是火电厂较为核心的设备，对其震动问题的处理，一直都是火电厂十分关注的问题。随着当前火电厂电力生产工作的增加，大容量、高参数机组快速发展，给水泵震动问题的解决显得尤为重要。通过对火电厂给水泵的实际运行情况进行分析发现，火电厂给水泵的震动具有多种特征，它既具有谐波、次谐波、高倍频等频率特征的震动，同时还具有与频率无关的震动。从震动方向上来看，它也具有多种特征，既有水平震动、垂直震动，还有径向震动、轴向震动等。当震动产生时，最为直观的表现是轴心轨迹发生变化。以下深入分析造成给水泵震动的原因。

1.

1 转子失衡和转子不对中

1.1.1 转子失衡

转子失衡导致的震动是较为常见的。以临界转速值为中心，具体表现为：在临界转速以下，振幅随着转速的增加而增加，临界转速以上，转速增加时振幅趋向于一个较小的稳定值。当接近临界转速值时，振幅随之达到最大峰值。出现震动的根本原因在于给水泵转子各个横截面的质心连线与各个截面的连线不重合，导致给水泵转子运行时，各个截面离心力之间连线后，形成了一个空间连续力系。如此一来，在高速旋转的过程中，质量偏心所造成的离心力会被放大，导致出现较大的震动。在这个空间中，所有转子截面的离心力系以及转子的扰度曲线都是旋转的。二者的速度趋同，那么必然会导致转子工频震动。除此之外，给水泵在高压作业下，容易出现叶轮叶片腐蚀、摩擦较大导致轴弯曲等，都会导致转子的工频震动。

1.1.2 转子中心不对中

转子中心不对中也是直接导致给水泵震动的重要原因。当出现此种情况时，轴承油膜压力会出现反向变化。在一般情况下，转子轴向震动或者径向振动出现的较大频率为1倍频和2倍频。而且，这种变化还会随着连轴器的偏转、轴承损坏等情况导致的偏心距大小变化而变化。影响因素涉及多个方面，过程也较为复杂。通过对转子中心不对中现象进行深入分析发现，其主要原因在于制造误差、安装误差，或者是运行条件较差等。对于制造误差和安装误差，人们需要在给水泵选购、制造、安装的过程中严加把控。运行条件差的表现是多方面的，主要为受热不均、部件的热膨胀和扭曲、磨损和挠性的影响等。无论是何种原因导致的转子中心不对中，最终的表现都是联轴器产生附加弯矩。因此，在工作开展中，人们应当关注联轴器的运行情况，选择质量较好、稳定性较高的联轴器。

1.2 给水泵的动静配合不当

在给水泵运行过程中，转子与一些静止部件之间的间隙会消失，从而造成转子与静止部件的摩擦。这是转动机械在运行过程中时常会出现的问题。导致给水泵震动的一个重要因素就是动静部分配合不当。当出现此种情况时，给水泵此种震动的主频仍然为工频，但是在震动信号中会出现削波情况。此种情况如果不加以控制，会导致振幅增大，震动时间延长。在工作运行中，其集中表现为功耗增加，功率下降。动静摩擦主要有三种表现：碰撞、摩擦、转子刚度变化。动静碰撞会转变转子原本的运行状态，还会产生较大的法向力和切向力。动静摩擦会导致给水泵摩擦部位温度上升，从而影响转子性能状态，使得转子在转动过程中产生扭曲震动，从而影响转子工作运转的稳定性。

1.3 流体流动异常

给水泵的工作原理是将原动机的机械能转化为被输送流体机械能，从而产生动力，完成工作运转。因此，在运作过程中，其很容易出现流体流动异常的情况，从而导致给水泵震动。出现流体流动异常的原因是多方面的，一般来说，给水泵管路系统的设计、制造质量对流体流动影响较大，给水泵的运行情况也会影响流体流动。对于火电厂常规使用的给水泵来说，导致流体流动异常主要原因在于水力冲击和汽蚀。在汽蚀的过程中，其内部会因为反复冲击、凝结而产生较大的脉动力。当这种脉动力与其余的震动产生反应时，就会形成更强的震动，而震动又会在共同作用下产生更强的汽蚀。

2 给水泵震动处理工艺分析

要想保障给水泵转子质量的平衡，火电厂必须关注给水泵安装问题。要选择质量较好的给水泵，提前做好测试，观察其工作性能。在安装过程中，要调整好转子质心的位置，有效降低不平衡力，使其符合自身的稳定运行要求。如果在给水泵运行的过程中出现震动问题，人们需要及时作出调整，维持平衡。

转子不对中是人们通过合理的安装和检查可以有效避免的问题。例如，在给水泵安装或者检修时，人们可以准确找出中心。在暖泵的过程中，要注意充分暖泵，防止其内部温差较大，导致出现中心不正等问题。同时，人们要关注管路的设计，管路本身的重量要合理，不能过重，给轴心带来较大压力。此外，还要注意膨胀推力对管路轴心的影响。

分析震动原因时，如果发现是给水泵动静部分配合不当导致的，那么就应当立刻检查泵体的情况。如果是此原因导致的震动，人们可以采取有效措施，加大给水泵转子与静态部分的间隙，降低摩擦。在实际运行的过程中，要尽可能降低外界对给水泵的负面影响。需要时，人们要根据震动的幅度大小、剧烈程度，调增轴颈的中心位置。需要注意的是，转子有没有出现不平衡或者不对中的情况。导致轴向推力变化的原因是多方面的，因此，人们在思考问题原因时，也应当综合多方面来考虑，多观察才能有效控制震动。

水力震动是给水泵震动十分突出的表现。人们可以根据水流声音的变化来判断是否出现水力震动。要想有效防止此类问题的发生，人们可以适当增加叶轮与导叶或者泵壳与蜗舌之间的距离。同时，人们可以根据需要变更流道的线型，从根本上降低冲击力。在安装的过程中，人们应当多关注距离问题，降低摩擦和冲击力。汽蚀是给水泵运行过程中时常出现的问题，人们可以采用双吸式、双重翼叶轮等作为首级叶轮，还可以通过对管路的有效处理，降低管路的阻力。根据实际需求，人们可以合理选择泵的安装高度，在保障给水泵安全运行的同时，降低给水泵的震动。

3 结语

当前，我国火电厂电力生产压力加大，处理好给水泵的震动问题已经成为重要工作之一。影响给水泵震动的原因是多方面的，人们在给水泵运行的过程中要多加观察，分析震动原因。在此基础上，人们可以根据理论知识或实践探究结果，对问题的根源进行检测和诊断，然后采取正确的方式进行处理，将给水泵震动的发生概率降到最低。

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