电厂锅炉给水泵振动原因分析及处理措施

冯帅 韩志忠

摘 要：给水泵作为电厂的重要辅助设备，一旦其出现故障或者事故问题，将会引起发电机组停运等情况，造成发电量的损失。而引起给水泵运行问题的主要原因就是振动。为此，本文对电厂给水泵振动原因进行细致分析，并提出了合理的处理措施。

关键词：电厂锅炉;水泵振动;原因;措施

引言

随着用电量的不断增加，人们对于电力的供应要求也在不断提高，发电企业的电能生产压力逐渐加重。在目前发电厂运行中，给水泵振动异常故障不断增多，这使得给水泵运行存在较大的危险，不仅造成了电能的消耗，也对周边人员构成了严重威胁，所以加强对给水泵振动故障产生原因的分析是尤为必要的。

一、设备概述

电厂中高压锅炉给水泵的作用是将除氧器储水箱内具有一定温度、除过氧的水，提高压力后输送给锅炉，以满足锅炉用水的需要。某电厂使用3台高压锅炉给水泵，设计使用工况为二用一备。该水泵为卧式多级离心泵，额定流量为150m3/h，额定扬程为985m，额定转速为2990r/min，配用高压电机功率710kW。

3台锅炉给水泵运行调试时发现，3#水泵驱动端水平方向出现振动严重超差现象，其他方向振动都正常，判断振动值是否合格的依据是GB/T29531—2013《泵的振动测量与评价方法》中A级标准，此泵属于GB/T29531—2013中第三类，在A级标准中泵组最大振动值不能超过1.8mm/s。电厂使用的检测振动仪器是手持式简便测振仪，测试时水泵流量为155m3/h、扬程为980m。

水泵驱动端水平方向振动值严重超差，在此情况下水泵不能长期运行，影响电厂安全生产。电厂维修班组和水泵生产厂家对水泵同轴度、动平衡进行检查，检查发现联轴器同轴度平行为0.08mm，角度为0.09mm，动平衡值为21g，基本在可用范围之内。为了解决振动问题，厂家把转子动平衡做到3g，重新安装后同轴度水平和角度调整到0.04mm，重新开机测试水泵驱动端水平方向振动值为8.5mm/s，几乎没有什么变化，可见振动超差不是同轴度和动平衡的原因。

二、结合频谱分析技术分析振动原因

相关技术人员带着传感器和便携式机泵健康诊断分析系统到该电厂进行振动原因的查找工作。

到达现场后首先对振动参数进行测试，振动特征值一致，此外还测试了泵底脚、基础、管道振动值以及泵底脚、基础、管道振动值。

测试泵实际转速为2992 r/min，测试记录各个方向振动频谱图。由于泵轴承处其他值都处于优的范围内，图1 只给出泵驱动端水平方向振动频谱图。

由图1可以看出，此泵振动主要是由1倍频49.87Hz引起。根据经验，引起1倍频振动超标的常见原因有以下5个：（1）联轴器同轴度超标;（2）转子不平衡;（3）基础或者连接螺栓松动;（4）底脚未调平;（5）轴弯曲。

3#泵本次调试振动值超标，由测量值来看，好像只是一个简单的1倍频振动超标，但是可以排除常见的5种1倍频故障问题，所以需要进一步研究分析振动的原因。

三、振动最终原因查找和解决措施

由于3#水泵只有在驱动端水平方向1倍频振动超标，其他方向都能达到标准要求的A级水平，说明3#泵振动应该由驱动端引起，上面查找原因时已经排除了常见的引起1倍频振动超标的原因，现在怀疑故障可能由联轴器引起。

本台水泵使用的是弹性柱销联轴器，拆掉柱销后，对联轴器各加工尺寸进行测量，联轴器各加工尺寸都在合格范围内，在测量时发现水泵泵轴联轴器柱销孔间距d不一致。用游标卡尺测量，测量泵轴联轴器柱销孔间距最大处为56.9mm，最小处为56.2mm，误差为0.7mm。联轴器柱销孔间距测量一般是小于0.2mm为合格（如果联轴器是人工用普通钻床加工的一般可放宽到0.3mm），3#水泵泵联轴器误差为0.7mm，为严重超标。这种误差超标可能是加工时工装松动导致的。此次3#水泵振动超标有可能是柱销孔间距超差导致，需要对其进行更换测试。

新泵联轴器发到现场后，测量间距误差为0.2mm，更换泵联轴器并将联轴器同轴度调整到0.05mm后开机测试，振动值全部达到国家A级标准，其中泵驱动端水平方向振动值为0.8mm/s。

高压锅炉给水泵的正常运行，为电厂按时投产提供了保障。

四、故障再现试验及故障特点总结

本次高压锅炉给水泵振动问题是由于泵联轴器柱销孔间距超差导致，目前对于联轴器柱销孔间距超差引起水泵故障的研究和试验还很少有人做，为了确定联轴器柱销孔加工误差对水泵振动的影响程度，和此故障的表现形式，方便以后解决振动问题参考，在水泵生产厂家水泵试验台进行联轴器柱销孔间距超差故障再现试验。

本次试验针对卧式多级离心泵、卧式双吸离心泵两种泵型各2个泵型号，使用柱销孔误差联轴器数据为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm和0.8mm共5种。经过测试发现：

（1）联轴器柱销孔误差对双吸泵和多级泵有不同影响，多级泵影响更大，误差0.3mm及以上时振动快速加大，双吸泵0.5mm及以上开始快速变大。（2）振动频谱主要以1倍频为主。（3）柱销孔间距误差引起的振动都是水泵驱动端振动大，非驱动端振动处于合格范围内或者基本是驱动端的1/2以下。（4）电机振动特征同水泵。

由以上可以得出，水泵或电机驱动端振动较大并且非驱动振动不大时即可以考虑存在联轴器柱销孔超差故障，有测量频谱条件时可以测量振动较大方向频谱，此故障以1倍频为主，由于对不同规格水泵柱销孔偏差影响有区别，假如出现了驱动端振动较大而非驱动端振动不大现象时，即便柱销孔间距误差只有0.3mm也应该更换为误差0.2mm以下联轴器测试。

以上试验结果特征写入上海航天动力科技工程有限公司机泵健康診断系统故障库，这样机泵健康诊断系统监测运行水泵振动时可以根据监测振动结果自动给出诊断结果。

五、结束语

总之，造成给水泵振动的原因多且杂。在实际运行中，需要工作人员结合实际情况，采取合理的处理措施，从而降低振动故障的影响，加强给水泵的安全稳定性，最终确保电厂能耗传输的有效性、及时性。

参考文献：

[1]张辽，王祥祥，杨顺华.电厂辅助冷却水泵振动故障分析及治理[J].信息记录材料，2019，20（09）：247-248.

[2]楼安平.核电厂主给水泵振动高原因分析[J].产业与科技论坛，2019，18（11）：45-46.

[3]陈艳玲，王鹤宇，郝晓青，王英敏.给水泵振动分析及改造[J].通用机械，2019（Z1）：56-59.

[4]张超，孟庆党.电厂6 kV凝结水泵高压立式电机振动原因分析[J].安徽电力，2018，35（04）：31-33.

[5]梁杰.锅炉给水泵在电厂中压给水系统中振动异常分析[J].湖北农机化，2018（07）：44-45.