浅谈火电厂给水泵振动原因及处理方法

陆佳君

（中国电建集团上海能源装备有限公司，上海 201316）

火电厂在给水泵的管理工作中应结合振动问题的发生原因，选择最佳的处理手段和方式方法，不断优化给水泵的运行形势与机制， 保证在给水泵安全稳定运作的情况下维护火电厂发电系统的稳定性， 达到预期管理和维护工作目的。

1 火电厂给水泵振动问题分析

振动主要就是转动机械设备运行期间经常出现的故障问题， 振动幅度较小的情况下不会对机械的正常运转造成影响，但是如果振动幅度很大，就会导致整体机组的运行受到威胁。 火电厂中给水泵属于核心部件，一旦出现振动问题，就会导致整体系统受到影响，一般情况下火电厂中给水泵出现振动问题的特点表现为：谐波性振动、次谐波性振动、低频性振动、工频性振动、高频性振动等等，还可能会出现与频率没有关系的振动问题。 从振动方向来讲，存在径向类型、水平类型、垂直类型、轴向类型等，从诱因方面而言，主要就是自由性、受迫性、自激性、随机性等等，在给水泵发生振动问题之后，会出现轴心轨迹方面的变化，严重的会导致整体系统受到影响。 对于给水泵的振动故障，通常情况下，转子失衡原因、转子不对中原因所诱发的振动有相似之处，都属于正弦类型的振动波形，并且轴心的轨迹都呈现出椭圆形，有工频、高频性的振动频率，不会因为电流参数发生改变、机组负荷发生改变而出现变化，和给水泵本身的转速存在直接的联系。 而在支撑系统发生故障问题或者是流体流动异常的情况下，振动频率不会在转速变化的情况下出现改变， 具有频率固有性的特点，工频方面的分量数值很小，有着突发性的特点。 可见不同原因所引发的给水泵振动特点不同，应按照发生问题的原因与具体状况来进行防治[1]。

2 火电厂给水泵振动原因与处理方法

为预防火电厂给水泵振动问题带来影响，应全面分析发生问题的原因，采用相应的处理方法，以此来维护给水泵的正常运行。 主要原因与处理方法如下：

2.1 转子失衡与不对中原因和处理方法

1）发生原因。 火电厂中的给水泵，在转子失衡的状况下所出现的振动问题，临界转速以下的振幅会在转速加快的情况下增加，临界转速以上的振幅则在转速增加的过程中趋于相对平稳的数据值，和临界转速相互接近的时候会出现共振的现象，且振幅会达到最高的峰值状态。 发生振动问题的激励，主要就是转子的横截面质心连接和各个截面之间的几何中心点之间不能重合，导致转子实际旋转期间，截面离心力形成空间连续力系，使得二维曲线成为连续性的三维曲线，在转速较高的情况下，就算是质量偏心较小，也会出现很大程度的离心力，此期间离心力系与转子扰度曲线具有旋转性的特点，旋转与转子的速度相等，会出现工频振动的现象，如果不能合理控制，很容易出现叶轮叶片磨损现象、轴弯曲现象等等。 对于转子中心不对称原因来讲，就是在中心不对称的情况下轴承油膜压力开始出现反方向的变化，出现轴向类型或是径向类型的振动问题，严重的甚至会出现轴承损坏的现象。 转子不对称问题的发生， 主要是在制造环节或是安装环节出现误差，或是运行环境不良，转子不能均匀受热，零部件有热膨胀现象或是扭曲的现象，引发转子不对中的现象，最终出现振动问题[2]。

2）处理措施。 在采购转子材料环节中，应保证规格符合相关标准，安装之前开展一系列的调试活动，执行动静平衡性的测试工作，利用有效的监测方式明确转子是否出现失衡现象，在不出现失衡问题的情况下才能安装。 与此同时，还需明确有无不对中的现象，开展旋转中心的定位工作，使其在后续运行中不会出现振动问题。 如果已经发生了振动现象，就要对转子材料进行更换，在更换的过程中开展旋转中心定位工作与动静平衡试验工作，保证不会再次发生同样的问题。 此外， 还需控制转子运行温度，预防出现受热不均匀的现象，以免引发变形问题或是其他中心偏离问题。尤其应注意的是，做好管路的维修处理工作，在减小管路重量的情况下预防出现压损现象，降低管路膨胀推力，以此来维护转子的高质量运行。

2.2 动静配合问题的原因和处理措施

1）发生原因。 给水泵转子与相关的静止零部件之间所存有的间隙消失，出现动静碰撞、磨擦的现象，不能保证动静的合理配合， 出现振动问题。 此类振动故障多为工频，但是在信号之内还可能有削波的现象，振动幅度与相位都有着一定的波动特点，如果不能合理控制，很容易会引发急剧振动的问题，波动的时间周期很长。 从实际情况来讲，在转子与静止零部件相互碰撞和磨擦的过程中，会导致转子的振动形式发生变化， 对转子运行产生限制性的影响，也会导致转子中有很大的法向力和切向力，尤其是在磨擦的过程中会导致零部件磨损， 局部位置的热量过高，使得转子出现热弯曲的现象，对转子刚度、特定性的频率产生影响，使得轴系部分稳定性降低，出现自激类型的振动问题[3]。

2） 处理措施。 在发生振动故障之前应定期开展转子与静止零部件间隙的检查工作， 以免因为间隙消失而出现振动问题。 在出现故障之后，应该对转子和静止部件进行拆卸处理，按照有关间隙标准设定间隙空间，保证转子和静止部件之间相互平衡的运作，有着一定的间隙，不会出现碰撞现象或是磨擦现象，确保系统的良好运转。

2.3 支撑故障的原因与处理措施

1）发生原因。 对于火电厂而言，给水泵支撑系统主要由轴承座部分、基础底座部分、台板部分所组合而成，此类系统运行的稳定性对整体给水泵的安全性产生直接影响。 一般情况下支撑系统发生故障问题的原因就是缺少足够的刚度，基础结构质量不好，引发小幅度的振动，在这些振动频率和其他的不平衡激振力频率之间相互重合的情况下就会出现共振的现象， 导致给水泵结构的振动问题更加严重， 出现一定的损失。 从支撑系统的情况来讲，影响刚度最主要的原因就是连接、结构等刚度存在问题，尤其是连接刚度，在刚度不足的情况下会导致轴承底座、台板相互之间的连接稳定性降低，引发振动问题。 与此同时，基础结构质量不合格，会导致底座出现螺丝松动的现象、基础下沉的现象，导致给水泵运作期间出现振动的问题[4]。

2）处理措施。 对于此类原因所引发的振动问题来讲，应重点进行支撑系统中轴承座、基础底座、台板方面连接刚度的控制，通过检测分析明确连接刚度是否存在问题，然后进行维修和处理。 同时还需强化对底座刚度的控制，预防出现下沉现象或是螺丝松动的现象， 从根本上解决振动问题。 在此期间还应该定期开展支撑系统的故障检查工作、维修工作与维护管理工作，以免支撑系统发生故障问题而出现振动的现象。

2.4 流体流动异常的原因与处理措施

1） 发生原因。 火电厂的生产领域中给水泵主要是将原动机机械能转变成为流体输送方面的机械能， 属于流体性的机械设备， 在运行期间经常会因为给水泵内部或者是管路之内的流体流动异常而发生振动问题[5]。 对于流体流动异常原因所引发的振动现象，主要是流体不能正常性的流动，发生的原因就是给水泵系统、管路系统的质量不符合要求，再加上火电厂中的给水泵会受到一定程度的水力冲击或者是汽蚀，如果导叶和动叶的位置、方向相同，那么叶片和叶轮就会在水力的冲击之下出现一定的振动，振动频率和给水泵、管路频率相互重合的时候，就会出现共振的现象，与此同时，对于汽蚀来讲，属于反复性冲击的过程，也存在凝结的过程，会发出一定的脉动力，在其频率和其他频率相互重合的情况下会出现幅度很高的振动力，对给水泵的运行稳定性产生影响。

2）处理措施。为解决流体流动异常所引起的振动故障问题，在检修工作中应针对给水泵系统、管路系统的质量进行检查，明确有无质量不符合规定的现象，确保具有一定的耐水冲击性能、耐汽蚀性能，这样才能在特殊的环境下稳定运行。 同时还需检查导叶和动叶的具体位置，按照情况调整位置，以免出现振动的问题[6]。

除了上述几点引发给水泵振动问题原因之外，还可能会因为油膜振动或者是原动机出现故障问题而发生振动现象，因此在火电厂的相关设备检查维修工作中应按照不同的振动原因开展针对性处理工作。 与此同时，还需定期开展振动检测工作与分析工作，采用模糊诊断技术、人工神经网络诊断技术、人工免疫诊断技术等开展振动故障问题的诊断工作，明确发生故障的原因和具体情况，采用优化性、针对性的手段来防治问题，确保给水泵系统能够安全运作以及稳定运行，形成良好的控制模式，使得给水泵的运行能够满足火电厂的生产管理需求。

3 结语

综上所述，在火电厂生产的过程中给水泵可能会因为转子不对中、转子不合理而出现振动问题，也可能会因为动静部分不能合理配合、 流体流动异常等发生振动现象，对整体给水泵系统的良好运转都会产生不利的影响。 所以在火电厂发展期间应重点进行给水泵振动问题发生原因的分析研究， 总结相应的振动问题防控与处理经验，采用有效举措来提升给水泵的运行稳定性和安全性。