□于树阳　□李　猛　□韦　雪　□刘方旭

沈阳鼓风机集团股份有限公司　沈阳　110869

高压锅炉给水泵的振动分析及处理方法

□于树阳□李猛□韦雪□刘方旭

沈阳鼓风机集团股份有限公司沈阳110869

通过对某电厂300 MW机组高压锅炉给水泵运行过程中产生的振动现象进行分析研究和处理，同时结合其它产品，综合论述了泵振动原因及处理方法，对设备的运行维护起到指导性的作用。

高压锅炉给水泵是火电机组中最重要的辅机设备之一，是保证电厂稳发、满发、高效的主要设备，其安全稳定运行具有重要意义。在高压锅炉给水泵经常出现的故障中，振动是最多见的［1-10］，其振动原因也是最复杂的，所以分析振动产生的原因、现象并寻求解决方法显得格外重要。通过对某电厂300MW机组高压锅炉给水泵运行过程中产生的振动现象进行分析研究，从多个角度综合论述了振动原因及处理方法，希望对高压锅炉给水泵（或同类旋转机械）的运行维护有所帮助，高压锅炉给水泵结构如图1所示。

1　泵振动原因分析

1.1泵现场运转振动测试情况

某电厂300 MW机组配A、B、C三台高压锅炉给水泵，两运一备，调试中发现B泵振动超标，主要表现在驱动侧，如图2所示。

图1　高压锅炉给水泵结构

1.2泵振动原因分析

（1）波德图分析：由图2可知，在0～4 800 r/min范围内，驱动侧水平振动随转速的增加一直呈上升趋势，之间没有明显峰值。振动在4 800 r/min时达到最大，说明泵组在0～4 800 r/min之间不存在共振现象。

图2　驱动侧轴承振动启动升速波德图

（2）振动数据分析：由表1可知，在4 800 r/min时，驱动侧振动烈度为12.8 mm/s，非驱动侧振动烈度为6.45 mm/s，从量值上看轴承振动烈度已超标。

表1　振动情况列表

1.3分析结果

（2）轴承振动除由不平衡引起外，还受非转频激振力影响，如：基础、管道振动；中心位移、水力因素和轴承间隙及不稳固。

1.4振动处理方法［11-12］

（1）消除不平衡，对转子不平衡量配重，配重后驱动侧轴承振动烈度由12.8 mm/s降至8.9 mm/s，非驱动侧振动烈度由6.45 mm/s降至2.2 mm/s。

（2）消除非转频激振力，经检测排查，对泵组轴中心对中及轴瓦间隙进行了适当调整。

经上述处理，在正常工作范围内经过再循环及带负荷连续运行工况下考核，振动烈度＜4.5 mm/s，满足DCS系统振动烈度保护要求。

2　综述

对于高压锅炉给水泵，由结构特点引起振动的原因很多，主要有以下几方面。

2.1基础不稳产生的振动

观察到上述问题，笔者在学校有关部门的支持下，针对高中生如何进行有效的物理纠错这一问题进行了初步的研究，并得出了一些成果，为了验证其可行性，笔者在任教的高三班级中做了初步的尝试，就日常教学感受以及今年高考的情况来看，结果令人欣慰，主要体现在，教学过程中，师生的压力都有所减轻，学生养成了主动纠错的习惯，物理学习的积极性得到了提升，教师能够获得学生学习的真实情况信息，教学效率得到了提高，在最后的高考中，班级的表现也比较喜人.下面，笔者就简要谈谈自己针对上述问题采取了哪些措施.

基础不稳、松动或下沉可以产生振动，如果基础的固有频率与锅炉给水泵的转速贴近或一致，还会产生共振。这种振动的主要特征是：常见1倍和2倍工频；主要振幅在水平和垂直方向，多在泵轴或轴承体处。消除这种振动的方法是对基础进行加固或重新打基础。

2.2驱动机引起的振动

电动机或小汽轮机是给水泵的驱动设备，如果驱动机的振动超标，这种振动通常会通过联轴器甚至基础传递给高压锅炉给水泵，从而使给水泵产生振动。这种振动的主要特征与驱动机振动特征基本一致，消除这种振动的方法是消除驱动机的振动。

2.3管路系统产生的振动

管路系统作用在给水泵上的外力过大，使给水泵发生振动。这种振动的主要特征是：多见于2倍工频，主要振幅多见于轴向，也见于水平和垂直方向。消除方法是重新设计管路系统，尽量减小作用在泵体上的外力。

另外，管路系统支撑不牢也会产生振动，这个振动会直接传导给给水泵，使泵也产生振动。这种振动的主要特征是：各种频率均可能发生，但多见于低频振动；振幅在水平、垂直和轴向均有，较多见于水平方向；主要振幅多在管道、泵体和基础上。消除这种振动的方法是对管路系统进行加固。

2.4安装时找正精度不够产生的振动

在安装过程中，如果驱动机与给水泵的对中不能满足要求，或是正式运转后泵体温度升高产生了热位移，从而导致转子对中出现较大偏差，也会产生振动。这种振动的主要特征是：多见于2倍工频，也有1倍工频；主要振幅常见于轴向和水平方向，主要振幅位置为联轴器和泵轴。消除这种振动的方法是：严格按照安装规范操作，保证转子的对中精度；由于泵体热位移产生的对中偏差，可以在找正时考虑热位移值。

2.5水力冲击产生的振动

汽蚀产生的振动：给水泵在发生汽蚀时，会产生剧烈的振动和噪声，这种振动的主要特征是次低频振动。主要振幅在水平和垂直方向，主要振幅位置在泵体吸入侧、基础和管道。消除这种振动的方法是提高泵吸入口压力，通过对除氧器加压的方式提高泵吸入口压力。

压力脉动产生的振动：给水泵在低于最小流量工况长时间运行时，会导致泵体内流场状态恶化，甚至在局部区域产生回流或负压区，并沿圆周方向旋转。由此产生的压力脉动使泵的压力和流量出现交错变化，使泵及其压力管路产生剧烈振动。消除这种振动的方法是：避免在小流量工况下运转，科学布置管路系统，避免管路系统留存空气并合理排气。

水力冲击产生的振动：给水泵运行时，高温高压水在通过叶轮、导叶进入到下一级的流动过程中，会产生水力冲击，而且冲击程度与泵体的参数和转速等有关。当这一水力脉冲传导给管路或基础时，就产生振动。消除这种振动的方法是从泵的设计阶段考虑，合理布置叶片位置，选取合理的分水角间隙等。

2.6机械故障产生的振动

在给水泵运行过程中，热膨胀不均、轴向位移过大都会导致动静刮擦，从而产生振动。轴瓦与轴配合间隙不当、顶部与轴承盖之间预紧力不够也会产生振动。消除这种振动的方法是解体检修更换磨损件，调整间隙及预紧力。

2.7支撑不稳产生的振动

泵底座刚度不够会产生振动。另外，调整泵中心时可能会在泵本体与底座间放调整垫片，垫片数量过多，也会导致振动。消除这种振动的方法是加强底座刚度，增加加强筋，减少垫片数量，增强稳固性。

2.8转子动平衡不合格引起的振动

泵转子动平衡不合格极易引起振动，这种振动的主要特征是：多见于1倍工频；主要振幅位于水平和垂直方向。消除这种振动的方法是解体重新做动平衡，提高动平衡精度，或现场找正进行配重，满足动平衡精度要求。

3　结束语

振动原因非常复杂，振源也很难确定。根据经验，建议按照以下方法寻找振源：先外围后中心；先系统后本体。首先从外围的基础、管道系统等入手，排查外部原因。然后从设备自身寻找，排查内部原因。找到若干个可疑点，依据频谱特征和以上所述振动特性进行判断排除，直到找到故障点。频谱分析的特征图形包括：波德图、极坐标图、轴心动态轨迹、轴心静态轨迹、频谱图、瀑布图、级联图和趋势图。

综上所述，引起高压锅炉给水泵振动的原因是多方面的。在实际的运行维护中，务必严格执行检修及安装工艺才能从根本上避免故障的发生；出现问题后，要具体情况具体分析，因为多数振动的特征不是单一的，而是多个特征的叠加，需要通过多方数据综合分析才能确定。

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Through analysis and treatment of the generated vibration during running of high pressure boiler feed pump of a 300 MW unit in a generating station while combining with other products，all possible causes and treatment processes of the pump vibration are addressed with an attempt to play a guiding role in equipment operation and maintenance.

高压锅炉给水泵；振动；原因分析；处理方法

High Pressure Boiler Feed Pump；Vibration；Analysis ofCauses；Treatment Process

TH311

A

1672-0555（2016）02-020-03

2015年12月

于树阳（1981—），男，本科，工程师，主要从事水泵设计工作