300MW机组汽动给水泵异常振动原因分析与处理

张家伟，牟法海

（1.河北华电石家庄鹿华热电有限公司，河北 石家庄；2.国网河北省电力公司电力科学研究院，河北 石家庄 050021）

0 概 述

某热电厂2号机组为300MW抽汽凝汽式汽轮机发电机组，该机配备2台汽动给水泵（设备编号为2号A、2号B），汽动给水泵的型号为FK6F32M、整体式芯包、卧式泵，扬程为2 313m，额定转速5 116 r／min，额定流量为747.5t／h。支撑泵的轴承是圆柱型径向滑动轴承，密封形式为机械密封。单台汽动泵运行时，能保证机组负荷60%B－MCR的给水量，2台汽动泵同时运行时，能保证机组负荷100%B－MCR的给水量。驱动给水泵的小汽轮机型号为NK63／71／0型单缸、单轴、纯凝汽、反动式，额定功率为9 655kW，额定转速5 587r／min，通过齿形联轴器直接带动给水泵运行。给水泵设有中间抽头和增压级，分别用于再热器和过热器的减温水，抽头压力为11.7MPa，抽头流量为52t／h。泵组的基础为弹性支持基础。

1 设备的异常振动

该型汽动给水泵投产后，一直存在前、后轴承（3号、4号轴承）瓦振超标的问题，其中3号轴承的瓦振比4号轴承更大。为了解决该泵的振动问题，在2013年机组检修时，更换了泵的芯包。更换芯包后，3号、4号轴承的瓦振不仅没有改善，还有所增大。当汽动给水泵的转速为4 443r／min时，3号、4号轴承在水平方向上的瓦振，分别为166μm、197 μm。在Y方向上，3号轴承的轴振为81μm，4号轴承的轴振为19μm。由于3号、4号轴承的瓦振仍然超标，在2013年6月，又对汽动给水泵进行了临修。临修时，重点检查了号3、号4轴承和泵与小汽机的中心位置。临修时发现，3号、4号轴承的瓦盖基本无紧力，给水泵转子比小汽机转子的中心位置低900μm。将3号、4号轴承的瓦盖紧力调整至上限，顶部间隙调整至下限，将给水泵转子的中心位置调高了900μm。检修后，3号、4号轴承的瓦振有所减小，但振幅还是超标。当给水泵的转速为4 443 r／min时，3号、4号轴承在水平方向上的瓦振，分别为111μm、151μm。3号轴承在Y方向上的轴振为26μm，4号轴承在Y方向上的轴振为36μm。为了消除3号、4号轴承的瓦振，保证设备安全稳定地运行，再次对该泵进行了检修。检修前，测得3号、4号轴承的瓦振及轴振数据，如图1所示。

图1 3号轴承在Y方向上的振动

2 振动原因分析

图4 4号轴承在水平方向上的振动

从图1～图4可知，3号、4号轴承的轴振不是很大，但瓦振超标。振动时，振幅随着转速的升高先是缓慢爬升，然后会快速增大，振幅以振动的主振频率为基频。振动与激振力和支撑动刚度的对应关系，是与作用在设备上的激振力成正比，与它的动刚度成反比，作用在设备上的激振力与转速的平方成正比［1］。鉴于现场的振动情况，分析后认为，造成3号、4号轴承瓦振超标的主要原因，是3号、4号轴承座的支撑刚度较弱，次要原因是泵组转子存在不平衡质量。考虑到该泵已更换芯包，但3号、4号轴承的瓦振仍然超标，这说明不平衡质量不在泵的芯包上，泵组转子除了芯包，还有联轴器的平衡问题。所以，不平衡质量也可能存在于联轴器上。

3 处理措施及效果

消除由于支撑刚度较弱引起的振动主要从增加支撑系统刚度和降低激振力两个方面入手［2］。增加支撑系统刚度常采取的措施：（1）对弹性支持基础进行加固。（2）在3号、4号轴承座的外伸端增加支撑。（3）调整3号、4号轴承间隙，将顶隙调整至下限，紧力调整至上限。由于受到现场条件限制，现场不具备加固弹性支持基础的条件，对只能3号、4号轴承座的外伸端增加临时支撑。将一根枕木横担在3号、4号轴承座的正下方，用2个千斤顶进行支撑。增加临时支撑后，3号、4号轴承的瓦振有所降低，但临时支撑并不能彻底解决问题。再次调整轴承的间隙，将3号、4号轴承顶隙调整至下限，紧力调整至上限。调整后，3号、4号轴承的瓦振有所减小，但仍然超标。

采取增加支撑措施后，未能解决3号、4号轴承瓦振超标的问题。为了消除3号、4号轴承瓦振超标现象，经过讨论，决定对该泵进行动平衡处理，降低转子旋转时产生的激振力。通过计算和动平衡处理，确定了转子的加重方案，在联轴器上加重40g∠145度。加重后，3号、4号轴承的瓦振得到明显改善，当转子的转速为4 443r／min时，3号、4号轴承在水平方向的瓦振，分别降为6μm、7μm。

4 结 语

汽动给水泵3号、4号轴承座的外伸端较长，是造成3号、4号轴承支撑刚度较弱的原因。由于受到汽动给水泵安装位置的限制，无法对3号、4号轴承座采取加固措施。所以，在检修时将紧力调整至上限，顶部间隙调整至下限，如果考虑轴温升高的问题，可以将侧隙适当放大。因为此次动平衡的加重部位在联轴器上，所以，今后检修时，在拆卸联轴器之前，一定在联轴器上做好标记，确保所加的平衡块位置不发生变化。另外，汽动给水泵的安装基础为弹性基础，会扩大给水泵的因不平衡所产生的振动，因此建议，在泵出厂前，对泵的芯包及联轴器一起进行高速动平衡试验，