通過(guò)日常點(diǎn)檢對振動(dòng)監測,分析多級鍋爐循環(huán)水泵產(chǎn)生振動(dòng)的原因,根據實(shí)際檢修經(jīng)驗,提出針對不同振動(dòng)故障采取不同處理的方法。探討多級給水泵轉子不平衡引起振動(dòng)所具有的特征,找到解決不平衡振動(dòng)故障的捷徑,以實(shí)現效益較大化。
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鍋爐循環(huán)水泵在火力發(fā)電廠(chǎng)中擔負著(zhù)輸送介質(zhì)的重要任務(wù),是發(fā)電廠(chǎng)的心臟。一般設計3臺50%容量泵,兩用一備,定期切換運行。鍋爐給水泵故障包括泄漏、振動(dòng)、發(fā)熱、出力下降等,而以振動(dòng)現象較多。振動(dòng)產(chǎn)生的原因復雜,往往經(jīng)過(guò)多次處理才能得到解決,不僅造成了人力物力的浪費,而且長(cháng)時(shí)間影響機組的安全。針對這種情況,本文重點(diǎn)分析鍋爐給水泵振動(dòng)原因,提出處理問(wèn)題的方法。
1、鍋爐循環(huán)水泵振動(dòng)標準與監測
鍋爐循環(huán)水泵振動(dòng)幅值標準見(jiàn)表1,簡(jiǎn)稱(chēng)振動(dòng)位移、速度及加速度對應值見(jiàn)表2。
為了保證鍋爐循環(huán)水泵在隱患發(fā)生初期得到及時(shí)處理,維護工程師必須定期對其進(jìn)行監測,把握運行狀態(tài),再根據日常監測數據及時(shí)提出處理辦法。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展,頻譜分析儀、超聲波分析儀、振動(dòng)波形采集器、成套振動(dòng)分析軟件系統正在振動(dòng)分析中得以推廣。由于有些設備系統復雜,費用昂貴,用起來(lái)也不方便,只有在像汽輪機等大型設備進(jìn)行專(zhuān)家分析時(shí)才用到。一般日常監測中,機械振動(dòng)分析儀如日本進(jìn)口VM -63.VM - 70等測振儀等以其簡(jiǎn)單實(shí)用而被廣泛使用。
根據振動(dòng)信號識別設備故障是一件難度較大的工作。因為同一故障可以有多種表現形式,而同一表現形式又可以由不同故障引起。在現場(chǎng)實(shí)際測量中,點(diǎn)檢工程師一般根據測量振動(dòng)位移、振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度配合溫度、壓,力等參量進(jìn)行檢測。生產(chǎn)實(shí)際中,絕大多數設備故障識別振動(dòng)信號適于振動(dòng)速度,因為振幅對低頻振動(dòng)敏感,振動(dòng)加速度參量對高頻敏感,而速度參量對頻率的敏感程度則是介于位移和加速度二參量之間。在進(jìn)行低頻故障及低速設備的監測和診斷時(shí),應選取位移參數量;在進(jìn)行高頻高速類(lèi)設備的診斷時(shí),應選擇加速度參量;而進(jìn)行寬頻帶內設備的總體監測時(shí),選取速度參量較為真實(shí)可靠。對生產(chǎn)中出現振動(dòng)故障的設備,可以從振幅、速度、加速度全方位監測比較,以期得到較為準確的結論。
一般而言,點(diǎn)檢工程師對水泵各軸瓦進(jìn)行水平、垂直軸向3個(gè)方位測量,取振動(dòng)位移或速度1個(gè)參量即可,監測中如果發(fā)現測量數據異常時(shí),再加人其它參量進(jìn)行對比測量。
2、鍋爐循環(huán)水泵振動(dòng)原因及分析
鍋爐循環(huán)水泵振動(dòng)因素分為外因和內因兩大部分。管路振動(dòng)、中心不正、基礎松動(dòng)、軸瓦磨損、電氣故障等都屬于外部因素,而轉子本身部件磨損脫落、摩擦是引起振動(dòng)的內因。從引起振動(dòng)的機理來(lái)說(shuō),又可分為電氣、機械、水力和其它原因等。
2.1、電氣方面原因
電機是水泵運行的原動(dòng)機,電機好壞直接關(guān)系到水泵運行的穩定。電機軸承損壞,電機內部磁力不平衡和其它電氣系統的失調,造成電機故障,間接引起水泵的振動(dòng)。又如電機在運行中,定轉子磁力中心不一致或轉子偏心等,都可能引起電機周期性振動(dòng)進(jìn)而影響水泵。許多情況下,電機故障卻表現為水泵振動(dòng)大于電機的情況,往往誤導檢修。對于出現靠近電機側振動(dòng)增加的情況,必須認真監測電機,有時(shí)脫開(kāi)電機進(jìn)行空試也是必要的。對水泵監測過(guò)程中也應當加強對電機的監測。
2.2、機械方面原因
電機和水泵轉動(dòng)部件質(zhì)量不平衡、安裝質(zhì)量不較、中心不正.零部件的機械強度和剛度不夠軸承和密封部件磨損破壞,以及水泵臨界轉速出現與機組固有頻率-致引起的共振等,都可能產(chǎn)生強烈的振動(dòng)和;噪音。另外,如基礎松動(dòng)、軸瓦磨損、動(dòng)靜摩擦等也都是機械故障引起的泵組振動(dòng)。鍋爐給水泵滑銷(xiāo)卡澀、貓爪松動(dòng)等是容易被忽視和漏查的振動(dòng)原因。
2.3、系統原因
由于管路系統安裝不較,水流不順暢而引起壓力波動(dòng),水泵進(jìn)口流速和壓力分布不均勻,負荷變化以及各種原因引起的水泵汽蝕等,都是常見(jiàn)的引起泵機組振動(dòng)的原因。水泵啟動(dòng)和停機、閥門(mén)啟閉、工況改變以及事故緊急停機等動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程造成的輸水管道內壓力急劇變化和水錘作用等,也常常導致泵房和機組產(chǎn)生振動(dòng)。這些因素往往要通過(guò)改變運行方式和修正系統布置來(lái)完成。在設備安裝試運初期系統問(wèn)題應當特別注意,對于已經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行的設備則優(yōu)先其它因素考慮。
2.4、其它原因
有時(shí)發(fā)生的情況,往往一時(shí)找不到答案。例如選型不正確,制造設計缺陷等是在經(jīng)過(guò)多次檢修摸索中才能發(fā)現。在設備試運期間就頻繁出現的故障,檢修工程師應當大膽質(zhì)疑,多方分析,從系統原理上提出改進(jìn)或對設備提出改型方案。通過(guò)液壓聯(lián)軸器拖動(dòng)的鍋爐給水泵,必須注意分析液壓聯(lián)軸器的振動(dòng)情況,許多液壓聯(lián)鈾器故障也是引起水泵故障的原因之一”。多級給水泵振動(dòng)原因復雜,單獨一次測量往往難于對故障判斷有較大把握,根據對設備的歷史檢測結果進(jìn)行分析能使診斷更接近于真實(shí)情況。
對當前機器的振動(dòng)信號進(jìn)行各種觀(guān)察和分析時(shí),應與正常運行狀態(tài)下的振動(dòng)進(jìn)行比較,注意參數的變化及變化程度。在采用機械測振儀一時(shí)不能判斷振動(dòng)原因時(shí),也可以引進(jìn)頻譜儀等高級設備。從頻譜分析來(lái)說(shuō),基頻分量變化不大,而2倍頻幅值明顯增大可能說(shuō)明中心不正加劇;基頻有穩定的高峰,諧波能量集中于基頻,其他倍頻振幅較小時(shí)可判斷為轉子不平衡故障。喘振使軸向振動(dòng)變化明顯,而不平衡增大使水平和垂直方向振動(dòng)同步增長(cháng)。趨勢分析也是有效的辦法,振動(dòng)偏大是穩定不變的,還是逐步增大的,是時(shí)升時(shí)降,還是迅速增大等信息是做出結論的有效依據。例如:不平衡加大使振動(dòng)緩慢而穩定上升,轉子部件斷落則出現振動(dòng)幅值突然加大。
依據經(jīng)驗,不平衡量增大會(huì )引起水平、垂直等徑向振幅同時(shí)增長(cháng),而軸向振幅變化不大;不對中時(shí)徑向振幅增大,且同時(shí)還可引起軸向振動(dòng)也加大;轉子部件松動(dòng)時(shí),其幅值不穩定;由于油膜振蕩產(chǎn)生的振動(dòng)以徑向為主,振幅不穩;轉子裂紋存在時(shí),其水平方向和垂直方向的振幅值大小基本相等。
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