火电厂给水泵高频振动原因分析及处理措施.pdf

2023年第8 期（总第3 0 8 期）doi:10.3969/j.issn.1009-3230.2023.08.003应用能源技术11火电厂给水泵高频振动原因分析及处理措施陈俊杰（国能宁夏大坝三期发电有限公司，宁夏吴忠7 51 6 0 7）摘要：给水泵作为电厂重要的辅机设备，是锅炉水源供给的重要设备。火电厂在生产运行期间，若给水泵出现高频振动等故障问题，会引发电机和管路的振动，造成轴承等零部件的损坏，以及连接部件松动，严重时还会引发安全事故，因此当给水泵出现高频振动时，需立即确定原因并加以处理。文章以火电厂为实例，通过精确分析产生高频振动的具体原因，提出相应的高频振动问题解决策略，使给水泵高频振动现象明显减缓，确保了火电机组的安全稳定运行。关键词：火电厂；给水泵；高频振动；原因分析；对策中图分类号：TK223.5Analysis and Remedial Measures for High-frequency Vibrationin Feedwater Pumps at Thermal Power Plant(State Grid Ningxia Dam Third Phase Power Generation Co.Ltd.,Wuzhong 751607,China)Abstract:Feedwater pumps,as essential auxiliary equipment in power plants,play a crucial role insupplying water to boilers.During the operational period of a thermal power plant,if feedwater pumpsexperience high-frequency vibrations or other faults,it can lead to vibration in motors and pipelines,causing damage to components such as bearings,as well as loosening of connecting parts.In severecases,it may even result in safety accidents.Therefore,immediate identification and resolution of thecauses are essential when high-frequency vibrations occur in feedwater pumps.Using a thermalpower plant as an example,this article precisely analyzes the specific reasons for the generation ofhigh-frequency vibrations and proposes corresponding strategies to address the issue.As a result,the high-frequency vibration phenomenon in the feedwater pumps is significantly reduced,ensuringthe safe and stable operation of the thermal power unit.Key words:thermal power plant;feedwater pump;high-frequency vibration;cause analysis;re-medial measures0引言给水泵高频振动后，火电厂机组则无法正常运行，若高频振动问题始终未被解决，还会带动发电机、管路进人高频振动状态，稍有不慎则机毁人亡，因此，火电厂必须予以高度重视，一旦给水泵出现高频振动问题，必须及时解决。但结合生产收稿日期：2 0 2 3-0 6-0 6修订日期：2 0 2 3-0 7-0 2作者简介：陈俊杰（1 9 9 5-），本科，助理工程师，研究方向为火电厂汽轮机辅机。文献标志码：ACHEN Junjie经营实践来看，引发给水泵高频振动的原因角度，给解决高频振动问题带来一定困难。从这一角度来看,该次围绕给水泵高频振动的原因及处理展开分析研究是极有必要的。1给水泵高频振动的常规原因及处理策略1.1原因分析由于火电厂给水泵产生高频振动问题的原因较多,且高频振动的频率区间相对较大,多处于2文章编号：1 0 0 9-3 2 3 0(2 0 2 3)0 8-0 0 1 1-0 4121 0 倍的高频振动区间内。相较于其他常规性振动问题，高频振动不仅可对给水泵造成直接性的影响,还可直接干扰火电厂正常的设备运行。结合以往经验来看，轴承结构出现故障通常是火电厂给水泵产生高频振动问题的主要原因，此外，若给水泵其他关键部位产生松动现象，同样可引发高频振动问题。因此对于火电厂而言，为避免高频振动问题的出现，需立足于实际，长效化监测与把控火电厂给水泵的运行参数，细致观察给水泵结构内部零件状态，检查是否具有结构松动等不良问题。对火电厂产生给水泵高频振动的常规原因进行统计,如下所示：（1)火电厂给水泵内部静止构件、转子构件存在明显的润滑不够问题,导致两者之间产生较大摩擦，继而引发给水泵高频振动问题。除润滑不够之外，若火电厂给水泵运行过程中采用的润滑油质量不佳，同样可造成给水泵高频振动。（2)给水泵在火电厂生产运行期间产生了较大的压力，对给水泵内部流体结构造成了负面影响,在给水泵内部流体的带动作用下，产生了给水泵高频振动问题。（3）叶片在实际运行过程中与其他结构出现配合不当的现象,致使叶片在转动过程中明显出现角度偏差问题，继而对给水泵造成了直接性的影响,并引发了给水泵高频振动现象。（4)火电厂未按照国家标准安装与运行给水泵结构，导致给水泵在实际运行期间各个零件出现运行参数偏差现象，偏差逐步累计而引发缺陷故障问题,如给水泵高频振动。（5)给水泵内部结构之间未能够充分连接,或结构出现冲刷、气蚀等不良现象,则会造成给水泵高频振动问题 。1.2处理策略引发给水泵高频振动现象的因素较多，且受到结构之间相互作用的影响，给给水泵高频振动问题解决造成了影响困难,针对上述问题,通常借助以下方法进行处理与解决：（1）保障转子及相关构件稳定运转在面对火电厂给水泵出现高频振动情况时，可以从转子以及其他相关构件的运行状态角度出发，快速解决转子失衡问题及其带来的矛盾冲突，应用能源技术使给水泵能够迅速脱离高频振动，充分发挥出其本身的应有效果。为确保给水泵转子失衡问题能够得到迅速解决，相关工作人员需要在其运行之前，切实做好安装调试工作，并适当引进平衡试验等方式，将给水泵转子质心的位置进行适当优化调整,确保其能够在自身平衡力的强力控制下,达到预期的理想化稳定运转。与此同时，为顺利解决火电厂给水泵转子不对中情况，工作人员需要针对在日常检修期间,利用特殊方式于中心位置做好清晰标记，并且在暖泵期间合理控制好彼此的温度差异，以防受到温差影响而产生严重膨胀推力。除此之外，在火电厂给水泵的相关构件方面，造成给水泵高频振动问题出现的主要原因通常是动静部件无法实现精准配合，导致泵轴出现明显弯曲和变形。要想顺利解决这一问题,维修工作人员需要针对导致动静构件配合程度低的主要因素进行深入探查与分析，假设因摩擦问题而造成两者彼此间隙逐渐扩大，工作人员要及时调整轴径的中心位置,并通过试验的方式检验造成摩擦力失衡的主要诱发因素,为火电厂给水泵的正常运转，提供可靠的支持与保障,有效避免因故障问题而带来的严重损失2 。（2)及时处理油膜振荡与支撑系统异常情况为解决因油膜振荡而导致火电厂给水泵高频振动的情况，目前大多数火电厂普遍会采取提升转子临界转速的方式，来控制给水泵内部油膜振荡问题。但由于大多数给水泵再运转期间,无法将提升转子临界转速来进行全面普及，需要引进反涡旋技术来控制油膜流向,或者利用提高偏心率力抵消转子对涡动的影响，部分学者提出主张以增强给水泵油膜压力更换轴承等方式,来降低涡旋实际的形成速度，进而使火电厂给水泵高频振动情况明显减少。而针对支撑系统异常问题，需要通过针对性提高轴承座刚度和强度等方式，使螺栓具有更加牢固的维护效果，促使火电厂给水泵在后续运行期间，能够获得更高的安全保障。（3）对流体流动情况进行控制在火电厂给水泵运行过程中，若给水泵受到2023年第8 期（总第3 0 8 期）2023年第8 期（总第3 0 8 期）流体流动异常的影响则会出现高频振动，为解决该问题在火电厂运行管理期间,应按照自身生产研究要求而合理选用给水泵设施，对给水泵设备性能严格管控,消除因给水泵性能不足而引发的高频振动问题。从解决应对角度来看，可适当增加蜗壳、蜗舌之间的距离，以免给水泵蜗壳内部结构受到水流冲刷问题而陷人高频振动范围内，通过控制蜗壳、蜗舌之间的距离则可有效解决或应对火电厂给水泵因流体流动而引发的高频振动问题。除此之外,还可对给水泵结构样式进行处理，打造流线型结构，借助该方式而缓解因流体流动而造成的冲击力,削弱流体的冲刷效果,继而良好解决给水泵高频振动问题。与蜗壳内部结构冲刷现象相伴而生的还有气蚀问题，同样可引发高频振动,面对该原因,处理人员可对给水泵的叶轮设置形式进行优化,或直接增设诱导轮结构，优化给水泵内部结构,采用该方式不仅可有效处理给水泵高频振动问题，还可大幅降低高频振动问题的出现概率,起到预防效果。2基于某火电厂实例的给水泵高频振动具体分析2.1实例概况为增强该次给水泵高频振动研究的现实意义，选取某火电厂为实例进行分析。某火电厂发电机组6 0 0 MW,为亚临界空冷机组，已投人使用数年,通过对给水泵性能参数进行总结，见表1，给水泵采用滑动轴承，采用膜片联轴器将电动机进行联结。表2振动指标位移/m速度/mm s-1以ISO2372设备振动标准为标准对给水泵进行检查，发现给水泵两侧区域的振动位移数据相对较好，但振动速度远超4.5mm/s的标准，超标严重，给水泵入口区域的高频振动问题尤为严应用能源技术表1性能指标流量/m3.h-1扬程/mm汽蚀余量/m转速/rmin-1轴功率/kW2.2问题表现案例火电厂在日常生产期间，尤为注重设施设备的运行参数，以防设备出现异常而引发安全事故。针对该问题。给水泵设施自投入使用以来,均可按照既定工况要求而顺利运行，而于某日点检采集过程中，发现给水泵出现异常状况，在标准情况下，给水泵轴承的振动标准不可高于50m，而在该次点检采集时发电轴承振动始终低于3 0 m，但检查人员用手触摸给水泵轴承外壳，却发现存在手麻现象，且伴随有较大噪声。根据该问题表现，判定火电厂给水泵产生高频振动异常问题,采用解体方式检查给水泵轴承室，发现轴承室内轴瓦间紧力符合标准,间隙达标,轴瓦连接良好，通过表面观察后确认无划痕问题3 2.3原因分析通过问题表现与轴承室内部结构简要分析后,基本可确定案例火电厂中给水泵所发生的故障问题为高频振动，针对该现象，多层面采集给水泵振动数据,经进一步检查发现,给水泵与机组电机之间被膜片联轴器隔断,由此形成了振动隔绝效果。此外，借助SKF振动仪对高频振动发生后一定阶段的振动数据进行统计，给水泵入口侧与出口侧的振动数据见表2。给水泵入口侧与出口侧的振动数据泵人口侧水平垂直10.387.7026.5015.6413案例火电厂给水泵性能参数参数12.52826.26.94251640泵出口侧轴向水平12.445.1315.4921.15重。由此良好解释了上述给水泵问题表现情况，即振动位置点检符合标准，用手触碰却发现存在麻手现象。进一步对高频振动情况进行检验，获得给水泵高频振动区域的频谱图表，由此可精准垂直2.006.32轴向6.9316.3414确定,发现给水泵的振动倍数为7 倍。分析产生该现象的具体原因，发现给水泵入口位置的振动效果远超于出口位置，这就意味着给水泵高频振动问题的产生原因为气蚀故障。结合以往经验来看，气蚀故障特征显著，主要作用于给水泵人口区域，由此可基本确认给水泵高频振动问题的形成原因。进一步对存在高频振动现象的给水泵进行解体检查，经解体检查后发现，给水泵存在以下问题：（1)蜗壳口环经解体后,确认口环位置具有冲刷问题,导致蜗壳结构与口环结构之间存在较为严重的封圈问题。受到该因素影响,水流冲刷进一步引发给水泵压力腔室连通现象，由此引发了内漏问题,导致水泵出力产生下降现象。（2)对给水泵入口位置的蜗壳结构进行分析，发现同样具有冲刷问题与气蚀问题,且该结构区域内冲刷痕迹与气蚀痕迹较为明显。（3）完成上述检查工作后，发现叶轮结构未出现磨损现象,叶轮完整，表3振动指标位移/m速度/mms-13结束语引发给水泵高频振动的原因较多，为良好解决高频振动问题，应根据给水泵高频振动的具体表现进行针对性分析。在案例火电厂中,其在生产运行期间发现某发电机组给水泵出现高频振动现象，对火电厂生产运行工作产生了直接性的影响，面对该问题，火电厂对高频振动问题表现进行观察,采用解体方式确定产生高频振动的原因,发现给水泵叶为蜗壳腔室存在水流冲刷现象，针对该问题进行处理后，给水泵振动速度显著降低。应用能源技术能够运用肉眼而清晰确认叶轮叶瓣数量，即7 个叶瓣，由此可见，叶轮通过频率为7 倍,所产生的问题为7 倍高频振动4 2.4处理应对结合上述分析可知，已基本可确认给水泵蜗壳结构冲刷是造成高频振动问题的主要原因,针对该原因进行针对性处理,如下所示：借助焊补加工方式处理应对蜗壳结构冲刷现象，重新组装转动部件，以此确保其可保持平衡，在此基础上调整气蚀运行参数，对管道流通口径适当增大。在处理应对期间持续保持给水泵参数监测工作，同步得出相应的波形频谱图。按照上述参数对给水泵结构进行调整后，发现麻手问题明显缓解，且原来的7 倍高频振动程度有所缓解，持续针对该问题进行优化后，高频振动问题大幅度削弱，对给水泵当前数据进行统计，具体见表3。高频振动处理结束后的给水泵运行参数泵人口侧水平垂直3.322.0929.8218.632023年第8 期（总第3 0 8 期）泵出口侧轴向水平0.052.148.2619.031毛靓华.电动给水泵振动原因分析及处理方法J内燃机与配件，2 0 1 9(2）：1 50-1 53.2张剑.高温高压锅炉给水泵高频振动研究J.冶金动力,2 0 1 8(1 1):3 7-3 9.3卢锦煜.给水泵振动故障原因分析及对策探讨J.石油化工技术与经济,2 0 2 1,3 7（4):3 8-4 1.4 李俊，高强.超高温亚临界煤气发电厂锅炉给水泵异常振动原因分析及处理J.新技术新工艺，2022(10):92-101.垂直1.4812.00参考文献轴向1.7311.17