摘要：高压锅炉给水泵是电厂中十分重要的设备之一，如果其出现故障，则会直接导致电厂停产。振动值是高压锅炉给水泵能否长期健康运行的重要指标，振动超差严重威胁电厂生产安全，监测并分析振动值，可以保障高压锅炉给水泵健康长久运行。振动问题十分复杂，分析解决振动问题时应该综合考虑各个方面，尽量做到以最小的代价解决问题。当出现振动超差时要及时分析振动超差原因，在振动尚未没有引起事故前及时将其解决处理。
关键词：高压锅炉；给水泵振动；解决措施
引言
随着现代化的发展，发电厂规模的扩大，机组容量与日俱增，给水泵向高能化发展是必然趋势，为了满足发电机组给水需求，给水泵的转速不断提高，导致给水泵振动愈加明显；一般高压给水泵的级数较多，转子较长，其一阶固有频率通常低于工频，在低频情况下会造成泵的结构共振加大；如今大部分电厂为节约能源，普遍采用调速控制，但泵在设计时，首先考虑到的是设计点的工况，在设计工况下泵能够平稳运行，但当泵转速变化时，泵的运行点就会偏离最优工况，导致泵不能满负荷运行，在泵部分负载时，也会为泵振动埋下隐患。
1电厂高压锅炉给水泵振动原因分析
1.1管路系统产生的振动
管路系统作用在给水泵上的外力过大，使给水泵发生振动。这种振动的主要特征是：多见于2倍工频，主要振幅多见于轴向，也见于水平和垂直方向。消除方法是重新设计管路系统，尽量减小作用在泵体上的外力。另外，管路系统支撑不牢也会产生振动，这个振动会直接传导给给水泵，使泵也产生振动。
1.2水力冲击产生的振动
汽蚀产生的振动：给水泵在发生汽蚀时，会产生剧烈的振动和噪声，这种振动的主要特征是次低频振动。主要振幅在水平和垂直方向，主要振幅位置在泵体吸入侧、基础和管道。
压力脉动产生的振动：给水泵在低于最小流量工况长时间运行时，会导致泵体内流场状态恶化，甚至在局部区域产生回流或负压区，并沿圆周方向旋转。由此产生的压力脉动使泵的压力和流量出现交错变化，使泵及其压力管路产生剧烈振动。
水力冲击产生的振动：给水泵运行时，高温高压水在通过叶轮、导叶进入到下一级的流动过程中，会产生水力冲击，而且冲击程度与泵体的参数和转速等有关。当这一水力脉冲传导给管路或基础时，就产生振动。
1.3驱动机引起的振动
电动机或小汽轮机是给水泵的驱动设备，如果驱动机的振动超标，这种振动通常会通过联轴器甚至基础传递给高压锅炉给水泵，从而使给水泵产生振动。
2设备概述
电厂中高压锅炉给水泵的作用是将除氧器储水箱内具有一定温度、除过氧的水，提高压力后输送给锅炉，以满足锅炉用水的需要。某电厂使用3台高压锅炉给水泵，设计使用工况为二用一备。该水泵为卧式多级离心泵，额定流量为150m3/h，额定扬程为985m，额定转速为2990r/min，配用高压电机功率710kW。3台锅炉给水泵运行调试时发现，3#水泵驱动端水平方向出现振动严重超差现象，其他方向振动都正常，判断振动值是否合格的依据是GB/T29531—2013《泵的振动测量与评价方法》中A级标准，此泵属于GB/T29531—2013中第三类，在A级标准中泵组最大振动值不能超过1.8mm/s。电厂使用的检测振动仪器是手持式简便测振仪，测试时水泵流量为155m3/h、扬程为980m。水泵驱动端水平方向振动值严重超差，在此情况下水泵不能长期运行，影响电厂安全生产。电厂维修班组和水泵生产厂家对水泵同轴度、动平衡进行检查，检查发现联轴器同轴度平行为0.08mm，角度为0.09mm，动平衡值为21g，基本在可用范围之内。
为了解决振动问题，厂家把转子动平衡做到3g，重新安装后同轴度水平和角度调整到0.04mm，重新开机测试水泵驱动端水平方向振动值为8.5mm/s，几乎没有什么变化，可见振动超差不是同轴度和动平衡的原因。
3电厂高压锅炉给水泵振动解决措施
3.1振动最终原因查找和解决措施
由于3#水泵只有在驱动端水平方向1倍频振动超标，其他方向都能达到标准要求的A级水平，说明3#泵振动应该由驱动端引起，上面查找原因时已经排除了常见的引起1倍频振动超标的原因，现在怀疑故障可能由联轴器引起。本台水泵使用的是弹性柱销联轴器，拆掉柱销后，对联轴器各加工尺寸进行测量，联轴器各加工尺寸都在合格范围内，在测量时发现水泵泵轴联轴器柱销孔间距d不一致。用游标卡尺测量，测量泵轴联轴器柱销孔间距最大处为56.9mm，最小处为56.2mm，误差为0.7mm。联轴器柱销孔间距测量一般是小于0.2mm为合格（如果联轴器是人工用普通钻床加工的一般可放宽到0.3mm），3#水泵泵联轴器误差为0.7mm，为严重超标。这种误差超标可能是加工时工装松动导致的。此次3#水泵振动超标有可能是柱销孔间距超差导致，需要对其进行更换测试。新泵联轴器发到现场后，测量间距误差为0.2mm，更换泵联轴器并将联轴器同轴度调整到0.05mm后开机测试，振动值全部达到国家A级标准。高压锅炉给水泵的正常运行，为电厂按时投产提供了保障。
3.2故障再现试验及故障特点总结
本次高压锅炉给水泵振动问题是由于泵联轴器柱销孔间距超差导致，目前对于联轴器柱销孔间距超差引起水泵故障的研究和试验还很少有人做，为了确定联轴器柱销孔加工误差对水泵振动的影响程度，和此故障的表现形式，方便以后解决振动问题参考。本次试验针对卧式多级离心泵、卧式双吸离心泵两种泵型各2个泵型号，使用柱销孔误差联轴器数据为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm和0.8mm共5种。经过测试发现：
（1）联轴器柱销孔误差对双吸泵和多级泵有不同影响，多级泵影响更大，误差0.3mm及以上时振动快速加大，双吸泵0.5mm及以上开始快速变大。
（2）振动频谱主要以1倍频为主。
（3）柱销孔间距误差引起的振动都是水泵驱动端振动大，非驱动端振动处于合格范围内或者基本是驱动端的1/2以下。
（4）电机振动特征同水泵。
由以上可以得出，水泵或电机驱动端振动较大并且非驱动振动不大时即可以考虑存在联轴器柱销孔超差故障，有测量频谱条件时可以测量振动较大方向频谱，此故障以1倍频为主，由于对不同规格水泵柱销孔偏差影响有区别，假如出现了驱动端振动较大而非驱动端振动不大现象时，即便柱销孔间距误差只有0.3mm也应该更换为误差0.2mm以下联轴器测试。以上试验结果特征写入机泵健康诊断系统故障库，这样机泵健康诊断系统监测运行水泵振动时可以根据监测振动结果自动给出诊断结果。
结语
综上所述，引起高压锅炉给水泵振动的原因是多方面的。在实际的运行维护中，务必严格执行检修及安装工艺才能从根本上避免故障的发生；出现问题后，要具体情况具体分析，因为多数振动的特征不是单一的，而是多个特征的叠加，需要通过多方数据综合分析才能确定。
参考文献
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