7LDTN立式多级凝结水泵振动分析与处理

李卫

摘要：介紹7LDTN-5立式多级凝结水泵组振动问题分析。通过对凝结水泵及电机结构特点分析，查找凝结水泵振动故障根源，分析振动原因，提出检修技术对策。

关键词：凝结水泵;联轴器;瓢偏;振动

一、概况

攀钢发电厂，装机容量3×100MW汽轮发电机组，凝结水泵型号为7LDTN–5型立式多级水泵（沈阳水泵厂生产），扬程130mH2O，流量280m3/h，转速1480r/min，允许汽蚀余量1.5m，效率67%;配用电机型号YL355–4，功率250kw，电压6000V，电流：29.6A，转速：1480r/min，绝缘等级F。每台机组配置2台凝结水泵，一台运行一台备用。

三台机组分别于1995年、1996年投产，投产时凝泵状态良好。3#机1#凝泵在2008年一次凝泵电机漏油检修后，凝泵电机顶端轴承室振动加剧，勉强处理到0.15mm振动幅值运行;后在历次大修试转，凝泵振动不容易达到0.08mm合格标准，每次大修凝泵振动都是难点，要反复检修多次才能勉强运行。

2010年1#机大修后，凝泵振动超过0.12mm不能合格，当时对凝泵基础、电机检修都进行了分析和处理，仍然不能有效解决凝泵振动问题。凝泵大修成为我厂一项非常困难的检修项目，至今凝泵大修仍然困扰着每次大修顺利结束。

二、原因分析

（一）凝泵结构

7LDTN–5泵为立式筒袋式结构，由三大部份组成：进水部份、工作部份、出水部份。

进水部份由圆筒体在筒体内部形成密闭的真空，凝结水通过筒体的进口法兰，进入筒体再到泵的工作部份。

工作部份由下轴承支座、诱导轮、叶轮、首级导流壳、泵轴、次级导流壳等主要零部件组成，工作部份用氟树脂制成的下轴承、导轴承作径向支撑，导轴承中开有润滑沟，直接利用泵内介质冷却、润滑。

出水部份由变径管、轴承体、接管、泵座、传动轴等组成，介质自工作部份流出进入出水部份，再经过泵座的吐出管排出。

泵体没有设计轴向推力装置，泵与电机联接为凸缘联轴器，属刚性联轴器;联轴器与轴固定使用圆螺母与止动垫，可承受很大的轴向力;联轴器之间有两半调整垫板，通过调整垫板厚度来满足泵轴窜量要求。泵推力通过凸缘联轴器传递至电机顶部推力调心滚子轴承29422E，由电机轴承承受整个泵组轴向推力。凸缘联轴器结构示意。

电机结构、与泵联接示意。

（二）振动历史状况

机组投产时凝泵振动是合格的，每次振动都发生在凝泵及电机大修后试转。在历次大修中为处理凝泵振动问题，分析处理了很多相关部位;2012年我们曾经对2–2#凝泵基础（200#槽钢预埋件制作）进行加固，对振动没有明显影响，因此振动原因与建设安装、基础刚度等没有相关性;对于电机大修质量，机、电专业也存在比较大的分歧，YL355–4型电机是立式电机，大修后空车试机振动时好时坏，有时达到0.07mm左右，有时仅0.03mm，对此电机修理单位也没有更好的解释。机械专业负责联轴器找中心、联接对轮工作，经常在电机空车试转振动状态较好时，凝泵振动也不易合格;因此，凝泵组振动问题在两个专业中，原因也不能明确分清;造成凝泵组振动原因复杂化。

（三）振动相关凝泵检修工艺分析

（1）用水平仪严格找好圆筒体水平，必要时可用垫铁调整。按泵类基本要求水平度不大于0.10mm/m，这是凝结水泵组垂直度保证的基础。在每次大修中，检修单位解体后都是严格按照标准要求进行调整的，一般保证要求在0.05mm/m以内。

（2）诱导轮径向间隙的调整，首级叶轮吐出中心线与首级导流壳环形流道中心重合时，调整垫的厚薄，使诱导轮衬套的间隙保持在0.2～0.3mm之间，然后装下轴承支座。依次装次级叶轮、定位轴套、卡环、导流壳等。其中导轴承单侧间隙小于0.80mm，若超标更换新的导轴承。轴窜总量控制在5～8mm范围内，总装后2.5～3.5mm。

（3）在末尾导流壳上装上变径管。变径管装好后，在未装中间轴承前，用量具检查传动轴伸出部分与止口同心，允许偏差0.3mm。

（4）泵轴与电机轴找中心，在厂家说明书上对泵与电机联轴器找中心步骤没有严格的要求;为解决凝泵组振动问题，我们对泵组中心定位要求更加严格，在找中心前，保证传动轴伸出部分与止口同心前提下，再用专用卡套工具将泵轴固定在泵止口中心。调整电机底座，要求联轴器外圆偏差不大于0.05mm，端面偏差不大于0.03mm，把紧对轮连接螺栓。联轴器找中心示意。

从泵检修工艺控制上，相关数据调整、操作方法均严格按照工艺执行，在这样严格的检修工艺控制下，凝结水泵组振动仍然不能有效控制到合格，这说明还有一些影响凝结水泵组振动的因素没有查找到。

（四）振动原因分析

2012年利用3–2#凝泵大修机会再次对振动原因进行分析，根据历年来凝泵检修经历，大修后振动合格偶然性很强，与泵体检修控制工艺要求没有必然联系，多数是需要反复检修数次后，振动才能合格。就过程分析，凝泵泵体检修只进行了一次，包括导轴承更换、泵座水平等安装。第一次电机空车试转时，电机振动非常好，电机顶部推力调心滚子轴承室振动0.03mm左右。在这种情况下，找中心，外圆同心度控制在0.05mm，张口控制在0.03mm以下，联泵试转，振动达到0.25mm。说明泵组检修有某种工艺控制存在问题，分析这次检修过程，泵联轴器在泵机架上找瓢偏达到0.35mm，与对轮端面瓢偏不大于0.05mm不相符，而且与泵联轴器在车床上找的数据严重不相符。分析泵的结构，由于凝泵是多级离心式水泵，泵过流部份有五级径向轴承及轴套，在泵架上找泵联轴器瓢偏时，数据叠加了轴承及轴套椭圆及不同心影响，这种瓢偏数据不能作为检修调整依据。因此，决定在车床上利用泵短轴找好同心度后，装配好泵联轴器，架百分表找联轴器瓢偏，仅0.06mm，依次控制联轴器中心调整。联泵试转一次合格，最大振动0.05mm。

3–2#凝泵这次大修，联泵试转两次，泵座水平、联轴器中心调整都是在同样的工艺条件、要求下检修，可以说没有变化，不同的是联轴器瓢偏测量和处理进行了改进，振动在优良范围内。

分析原因，泵联、电联对轮为凸缘刚性联接联轴器，没有补偿两轴相对偏移能力，在找中心情况不好或两轴结构变形较大时，不能缓冲减振，致使表现在电机顶部推力调心滚子轴承室振动剧烈。凝泵组简单支撑示意如图4，理想状态下中心状态、联轴器变形、凝泵组水平、垂直度在控制范围内，泵组振动情况很好。从这次3–2#凝泵检修经过，我们的检修工艺控制，中心状态、凝泵组水平、垂直度均在控制中，唯一的就是联轴器变形、瓢偏控制和测量方面。如图5示意，在凝泵组联轴器有瓢偏情况下，把紧对轮连接螺栓后，由于刚性联轴器不可补偿的结构特性，两轴上被加了一定的预载荷，电机顶部推力调心滚子轴承表现最明显，轴承圆周承力发生了偏移，启动后产生不平衡力矩，凝泵组发生振动不可避免。

因此，对于7LDTN立式多级凝结水泵检修，应针对泵组特殊的结构形式，在检修过程中要分析测量数据变化原因，找到正确方法，避免错误的测量数据造成错误的调整过程。

在凝泵振动问题上，我厂经过了约10年时间的摸索和困扰，先后怀疑过基础刚度、泵座水平、联轴器中心等，基本排除。为了保证凝泵组检修后振动合格，应严格电机检修工艺，如定子部件各法兰止口、电机顶部轴承室止口等，小心拆卸避免构件变形，安装时清理各结合面毛刺、装配到位，以保证立式电机垂直度。再次，凸缘刚性联接联轴器瓢偏控制，规程要求刚性联轴器瓢偏不大于0.05mm，瓢偏测量要采用可靠的方法进行。在妥善控制上述两个因素基础上，注意检修过程中的质量控制，凝泵组振动问题最终一定能够得到解决。

参考文献

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张黎明，方明，崔本题.立式多级凝结水泵组振动大问题解决[A].全国火电100MW级机组技术协作会第五届年会论文集[C]，2006.