湛江发电厂4号机抗燃油泵的振动测试与分析

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1、湛江发电厂4号机抗燃油泵的振动测试与分析  刘艳梅1，徐之昌2，薛宇伟3 （1.湛江发电厂,广东湛江524099；2.广东省电力试验研究所，广东广州510600；3.广东省电力集团公司，广东广州510600） 摘要：湛江发电厂4号机在调试期间进行抗燃油泵的首次试运，发现B，C泵振动大，停泵进行解体检查，复测轴的晃动度，找平衡后再次试转，振动仍无改善。技术人员对抗燃油泵进行了振动测试和分析，得出此振动属于拍振的结论。针对拍振的产生原因，提出可采取更换马达使两泵转速相同和在两泵间构筑隔离带等措施来解决此振动问题。关键词：抗燃油泵；拍振

2、；刚度 湛江发电厂4号机调试期间，于1999年12月21日进行抗燃油泵的首次试运工作，启动中发现B，C泵振动大，其中C泵水平振动最大达140μm，B泵垂直振动最大达120μm。停泵对C泵进行解体检查，复测轴的晃动度，找平衡后再次试转，振动仍无改善，影响机组的安全运行，尤其是影响机组的达标投产日期，延长了调试工期。自2000年1月9日始，针对抗燃油泵存在的问题，技术人员进行了振动测试和分析处理。1泵的结构特性抗燃油泵为80YⅢ-50×7型7级离心泵，泵的额定出口压力为4.0MPa，扬程341m，体积流量750l/min；电机的功率为

3、110kW，转速2980r/min，效率58.5%；轴承最大振动允许值为80μm；装轴承处晃动度不大于0.05mm，叶轮飘偏度不大于0.06mm，装机械密封处晃动度不大于0.03mm。机组共有3台抗燃油泵，共用一个出口母管。正常情况下1台运行，2台备用；在机组静态试验时2台运行，1台备用。当2台运行时，由每个泵的出口手动门调整出口压力，以达到平衡。泵的轴向推力由平衡盘来平衡，泵与电动机之间用加长联轴器联接。2泵产生振动的一般原因产生泵振动和异音的故障原因较复杂，它与设计、安装、机械结构、运行工况和调节操作都有关系。泵的振动主要可以

4、分为两大类：a)水力振动。主要是液体流动所致，包括汽蚀、水锤、泵内流动不平衡。汽蚀振动是由于泵入口压力低，液体部分汽化，进而形成局部的高真空区，高速流体互相撞击，产生振动和噪音。水锤振动是由于在有压管道中的某一段管道工作状态突然改变，引起液体压力的骤然大幅度波动，导致管道系统的强烈振动、噪音，甚至管道严重变形或爆裂。b)机械振动。主要是机械原因所致，包括转子不平衡、临界转速共振、固体摩擦、转子对中不良、基础薄弱、原动机问题及拍振等。3振动测试2000年1月9日至11日，对4号机抗燃油泵的机械振动作了全面测试，测试方法如图1所示，测

5、试数据见表1。   试验发现：1)泵的振动与工况有关，如果泵的出口压力较为平衡，则振动较小；如出口压力相差较大，则振动较大。2)B泵与C泵相互之间振动影响较大，单独起动B泵，振动稳定；B、C泵同时运行，则B泵振动出现波动现象，振动从稳定的40μm变为波动的20～120μm，C泵也存在同样现象。4振动分析关于水力振动，从运行中观察，油泵油箱液位高度符合设计要求，油位稳定，可排除汽蚀振动；运行管道中流动状态不存在大幅度波动，也就排除了产生水锤振动的可能性。关于机械振动，从测试数据及泵的结构来看，抗燃油泵的振动问题突出表现在如下两点：a

6、)B，C泵单独运行时振动偏大，C泵尤甚。引起此问题的主要因素包括：泵的结构刚度偏小，泵的加工精度不够，泵组装时与台板的结合面可能存在不均匀现象，而这三点又是相互联系的。由于泵的结构刚度偏小，所以这种结构的泵对加工精度要求很高，对组装要求也很高，任何微小的加工精度偏差所产生的质量偏心力均可能使轴承上的振动被急剧放大。2）B，C泵并联运行时振动波动，而A，B泵并联运行时相互影响很小，这在工程上称为“拍振”现象，这是影响抗燃油泵振动的主要原因。引起和产生拍振现象的原因是相互影响的两个抗燃油泵泵体刚度偏小和振动频率不一致。实测B，C泵的转

7、速，结果是B泵为2986～2988r/min，C泵为2981～2982r/min。由于B，C两泵转速不一致，即振动频率不一致，所以在刚度差的条件下，形成拍振现象。两个振动频率相近而又不成整数倍的简谐振动叠加，便形成拍振，振动波形如图2所示，振幅变化的包络线形成正弦曲线。AB距离是拍周期，其倒数就是拍的频率，也等于两种振动频率之差。以时间标尺量得AB之间为1.1s，则拍的频率为0.91Hz。这个周期内包含有13个振动波，说明较高频率f1=13Hz，较低频率f2=13Hz－0.91Hz=12.1Hz，根据这个关系可以找到各自的激振源和

8、具体的振动原因。  现场较常见的拍振多发生在两个基础相邻、功率较大的异步电动机驱动的水泵、风机轴承上。两个异步电动机的铭牌转速虽相同，但在实际运行中，由于所带的负荷不同，电动机转速是有差别的，从而造成激振频率不同。由于振动的相互传递，从而形成拍振。