沈國香 刁呈振

摘 要：汽輪機凝結(jié)水泵組振動超標(biāo)，軸承的磨損速度也比較快，因此這給泵組的運行穩(wěn)定造成了嚴(yán)重的干擾。為了消除設(shè)備的隱患，筆者對振動的原因進行了分析并進行了處理，保證泵組的運行處于一個安全、穩(wěn)定的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水泵；振動原因；軸承磨損

1 系統(tǒng)介紹

該機組的規(guī)格是俄羅斯超界500MW。一號機是1998年5月投產(chǎn)的，而2號機則比一號機晚了半年投產(chǎn)。該汽輪機是由俄羅斯列寧格勒金屬工廠生產(chǎn)的，具體規(guī)格是K500-240-4型超臨界一次中間再熱單軸四缸四排汽凝汽式汽輪機，其最大功率可以達到525MW，而額定功率是500MW。三級凝結(jié)水泵會在每一臺機組中進行配備，每一級有兩臺。如果在正常的運行時間的話，一臺運行而另外一臺屬于備用的。

每一級的凝結(jié)水泵都是俄制立式，提升壓力不同，因此結(jié)構(gòu)也是不同的。Ⅰ級凝結(jié)泵是兩組葉輪，而Ⅱ級凝結(jié)水泵則是一組葉輪，Ⅲ級凝結(jié)水泵則有兩級葉輪。我們可以將一個誘導(dǎo)輪安裝在每臺泵的入口首級葉輪前面，這樣葉輪的抗汽蝕能力就會得到提高。

2 凝結(jié)水泵運行情況

我公司使用的是俄制500MW超臨界機組，投產(chǎn)的時間分別是1998年5月和1998年11月。因此，已經(jīng)運行了有十幾年。在長時間的運作之后，我們發(fā)現(xiàn)KCB系列俄制立式凝結(jié)水泵的運行狀況出現(xiàn)問題，不穩(wěn)定的異常狀況頻繁的發(fā)生。振動超標(biāo)顯得尤為突出。為了完成現(xiàn)場監(jiān)測振動，我們使用了手持振動的方法。其中一級、二級以及三級凝結(jié)水泵的振動范圍分別是：11～0.15mm、0.08～0.12mm、0.08～0.13mm?？梢钥闯鲞@些振動的范圍都超過了規(guī)定（規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要小于0.08mm），而這將會對泵組的安全運行造成很大的威脅。工作人員在2010年1月對一級凝結(jié)水泵RM 840進行監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軸承振動沒有進行增加時，軸承的內(nèi)部滾動依然有異音狀況的發(fā)生。在之后的一個月又進行了監(jiān)測，我們對該泵進行了解體，發(fā)現(xiàn)軸承軌道合金局部有脫落狀況的發(fā)生，保持架也斷裂。此外，由于軸承因磨損過熱，因?qū)⒕植亢辖鸨砻嬗袩诘嫩E象。

還存在一種異?，F(xiàn)象，即：軸承室油質(zhì)金屬磨損度監(jiān)測屢次超標(biāo)。我公司使用的是新型油質(zhì)監(jiān)測裝置，該裝置可以完成對附屬轉(zhuǎn)動機械的油質(zhì)監(jiān)測。工作人員此外還對凝結(jié)水泵軸承室的油質(zhì)進行了抽樣檢查，檢查的結(jié)果是：凝結(jié)水泵的油質(zhì)所含的金屬顆粒明顯比其他泵組的多，也超過了稀有潤滑油質(zhì)鐵損的指數(shù)50標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要對超標(biāo)的泵組進行新油的替換。運行了兩個月之后，油質(zhì)中的金屬顆粒度慢慢增加，最終超標(biāo)。

3 凝結(jié)水泵異常情況的分析與處理

在對轉(zhuǎn)動機械振動超標(biāo)原因的進行分析之后，發(fā)現(xiàn)主要有兩個原因：轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、安裝質(zhì)量不佳。轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡指的是在對全部附件進行安裝時，其質(zhì)量中心沒有在轉(zhuǎn)子的中心線上。因此，穩(wěn)定的工頻振動在振動圖譜的全部信號中是主要的成分。造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因有：轉(zhuǎn)子的彎曲、轉(zhuǎn)動過程中的部件松脫以及原始的不平衡。不平衡振動的形式不同，則特征就不同：（1）原始質(zhì)量不平衡發(fā)生在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動之前，也就是說在轉(zhuǎn)動之前不平衡就已經(jīng)產(chǎn)生了。這種不平衡往往發(fā)生在加工制造的過程中，有的則發(fā)生在檢修時，或者是在對部件檢修更換轉(zhuǎn)動時。該種不平衡的特征是：當(dāng)對一定轉(zhuǎn)速下的振幅惡化相位進行監(jiān)測時，一般比較穩(wěn)定。（2）轉(zhuǎn)動部件的松脫。轉(zhuǎn)動部件包括轉(zhuǎn)子上裝配的全部的零部件，而凝結(jié)水泵主要包括以下部件：水瓦、螺旋套、葉輪、誘導(dǎo)輪、軸承以及各定位套等。工頻振動在很大程度上是由松脫產(chǎn)生的，而這種振動是突發(fā)性的。以某一軸承振動迅速的增大到一個固定值可以在數(shù)秒鐘之內(nèi)發(fā)生。此外，相位也會有一個固定的變化。相鄰的軸承振動也會出現(xiàn)增大的狀況，但是變化的量值比較小。（3）轉(zhuǎn)子彎曲也會引起質(zhì)量不平衡。發(fā)生該狀況時，工頻振動會隨著時間的變化而變化。運行的時間越長，而工頻振幅就會慢慢增大，因此相位也會發(fā)生變化。

由于各水泵都有振動偏大的狀況發(fā)生，因此我公司進行了大量的檢修處理工作，這些工作包括以下幾個方面：

（1）轉(zhuǎn)子進行低速動平衡。在對凝結(jié)水泵進行解體大修時，對全部部件進行檢修時，低速動平衡工作都要進行，這樣原始的不平衡量就會被消除。

我們在俄制凝結(jié)水泵的首級葉輪入口都將誘導(dǎo)輪，加入了其中這樣葉輪的抗汽蝕能力就會得到提高。在長周期的運行后，工作人員進行了檢查。發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)輪都存在汽蝕發(fā)生，只不過程度不同而已。使用的處理方式是：針對汽蝕較輕的部位，進行修復(fù)、打磨以及補焊。當(dāng)汽蝕情況比較嚴(yán)重時，就要進行誘導(dǎo)輪的替換，使用新的誘導(dǎo)輪。因此，當(dāng)對凝結(jié)水泵實施解體檢修的時候，都要開展低速動平衡。凝結(jié)水泵組在大修之需要進行振動測試，一般比大修前振動值稍微好一些，變化不是很大。

（2）防止轉(zhuǎn)動部件的脫落。在應(yīng)對轉(zhuǎn)動部件的脫落時，我們對凝結(jié)水泵進行檢修后發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)動部件松脫的現(xiàn)象閉并沒有在凝結(jié)水泵中產(chǎn)生。在對泵軸實施組裝的時候，需要嚴(yán)格按照檢修工藝進行，無論是部件的緊固還是鎖定，這樣才能避免松脫狀況的發(fā)生。

（3）對于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的質(zhì)量不平衡的狀況時，需要對泵組進行解體。在對轉(zhuǎn)子實施彎曲度的測量時，需要嚴(yán)格的按照有關(guān)的規(guī)定進行。彎曲值一般不能超過0.02毫米。如果超過了規(guī)程要求的值，就需要進行重新的更換。

在使用以上的措施后，我們發(fā)現(xiàn)振動偏大的狀況依然存在，因此使用了轉(zhuǎn)動機械振動處理專業(yè)，進行了多次的檢測和處理。下面是對21號Ⅲ級凝結(jié)水泵在線振動進行檢測和分析的過程。工作人員對電動機的多個測點進行了測量，我們可以在表1中看到測點1的測量值。

表1 振動測量值

從表1我們可以看到：測點1 Z方向振動在C區(qū)，不適合進行長期的運行。使用頻譜分析儀對振動結(jié)果進行頻譜分析，發(fā)現(xiàn)測點1各方向的頻譜圖主要有以下幾個特點：（1）1倍轉(zhuǎn)速頻率在振動頻譜中占優(yōu)勢。（2）Z方向振動要比另外兩個互相垂直的方向大。采取的建議和辦法是：（1）對電動機下瓦進行重點的檢查，尤其是軸瓦的間隙，查看其是不是合適，對于磨損或松動的狀況一定不能掉以輕心。（2）對泵組進行了檢修軸承的磨損和松動情況要進行重點的檢查。由于長時間的運行，軸承室與軸承配合并不是那么緊密，二者的間隙是0.12mm，因此嚴(yán)重的超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)0～0.02mm。在處理時，使用軸承室刷鍍。之后，情況有所好轉(zhuǎn)，盡管沒有超標(biāo)，但是依然處于規(guī)定的上限，是0.07～0.08mm。

4 結(jié)束語

筆者對凝結(jié)水泵軸承振動超標(biāo)分析及處理方法進行了分析和探討，主要從系統(tǒng)介紹、凝結(jié)水泵運行情況、凝結(jié)水泵各異常情況的分析與處理這三個方面入手，希望這些分析和建議可以讓同行借鑒，有利于泵組的安全、穩(wěn)定運行，有利于生產(chǎn)。

參考文獻

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