通過日常點檢對振動監測,分析多級鍋爐循環水泵產生振動的原因,根據實際檢修經驗,提出針對不同振動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所具有的特征,找到解決不平衡振動故障的捷徑,以實現效益較大化。
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鍋爐循環水泵在火力發電廠中擔負著輸送介質的重要任務,是發電廠的心臟。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、發熱、出力下降等,而以振動現象較多。振動產生的原因復雜,往往經過多次處理才能得到解決,不僅造成了人力物力的浪費,而且長時間影響機組的安全。針對這種情況,本文重點分析鍋爐給水泵振動原因,提出處理問題的方法。
1、鍋爐循環水泵振動標準與監測
鍋爐循環水泵振動幅值標準見表1,簡稱振動位移、速度及加速度對應值見表2。
為了保證鍋爐循環水泵在隱患發生初期得到及時處理,維護工程師必須定期對其進行監測,把握運行狀態,再根據日常監測數據及時提出處理辦法。隨著科學技術水平的發展,頻譜分析儀、超聲波分析儀、振動波形采集器、成套振動分析軟件系統正在振動分析中得以推廣。由于有些設備系統復雜,費用昂貴,用起來也不方便,只有在像汽輪機等大型設備進行專家分析時才用到。一般日常監測中,機械振動分析儀如日本進口VM -63.VM - 70等測振儀等以其簡單實用而被廣泛使用。
根據振動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。在現場實際測量中,點檢工程師一般根據測量振動位移、振動速度和振動加速度配合溫度、壓,力等參量進行檢測。生產實際中,絕大多數設備故障識別振動信號適于振動速度,因為振幅對低頻振動敏感,振動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。在進行低頻故障及低速設備的監測和診斷時,應選取位移參數量;在進行高頻高速類設備的診斷時,應選擇加速度參量;而進行寬頻帶內設備的總體監測時,選取速度參量較為真實可靠。對生產中出現振動故障的設備,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,點檢工程師對水泵各軸瓦進行水平、垂直軸向3個方位測量,取振動位移或速度1個參量即可,監測中如果發現測量數據異常時,再加人其它參量進行對比測量。
2、鍋爐循環水泵振動原因及分析
鍋爐循環水泵振動因素分為外因和內因兩大部分。管路振動、中心不正、基礎松動、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、摩擦是引起振動的內因。從引起振動的機理來說,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機,電機好壞直接關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。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進而影響水泵。許多情況下,電機故障卻表現為水泵振動大于電機的情況,往往誤導檢修。對于出現靠近電機側振動增加的情況,必須認真監測電機,有時脫開電機進行空試也是必要的。對水泵監測過程中也應當加強對電機的監測。
2.2、機械方面原因
電機和水泵轉動部件質量不平衡、安裝質量不較、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,都可能產生強烈的振動和;噪音。另外,如基礎松動、軸瓦磨損、動靜摩擦等也都是機械故障引起的泵組振動。鍋爐給水泵滑銷卡澀、貓爪松動等是容易被忽視和漏查的振動原因。
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,水泵進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,都是常見的引起泵機組振動的原因。水泵啟動和停機、閥門啟閉、工況改變以及事故緊急停機等動態過渡過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生振動。這些因素往往要通過改變運行方式和修正系統布置來完成。在設備安裝試運初期系統問題應當特別注意,對于已經過長期運行的設備則優先其它因素考慮。
2.4、其它原因
有時發生的情況,往往一時找不到答案。例如選型不正確,制造設計缺陷等是在經過多次檢修摸索中才能發現。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疑,多方分析,從系統原理上提出改進或對設備提出改型方案。通過液壓聯軸器拖動的鍋爐給水泵,必須注意分析液壓聯軸器的振動情況,許多液壓聯鈾器故障也是引起水泵故障的原因之一”。多級給水泵振動原因復雜,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行分析能使診斷更接近于真實情況。
對當前機器的振動信號進行各種觀察和分析時,應與正常運行狀態下的振動進行比較,注意參數的變化及變化程度。在采用機械測振儀一時不能判斷振動原因時,也可以引進頻譜儀等高級設備。從頻譜分析來說,基頻分量變化不大,而2倍頻幅值明顯增大可能說明中心不正加劇;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可判斷為轉子不平衡故障。喘振使軸向振動變化明顯,而不平衡增大使水平和垂直方向振動同步增長。趨勢分析也是有效的辦法,振動偏大是穩定不變的,還是逐步增大的,是時升時降,還是迅速增大等信息是做出結論的有效依據。例如:不平衡加大使振動緩慢而穩定上升,轉子部件斷落則出現振動幅值突然加大。
依據經驗,不平衡量增大會引起水平、垂直等徑向振幅同時增長,而軸向振幅變化不大;不對中時徑向振幅增大,且同時還可引起軸向振動也加大;轉子部件松動時,其幅值不穩定;由于油膜振蕩產生的振動以徑向為主,振幅不穩;轉子裂紋存在時,其水平方向和垂直方向的振幅值大小基本相等。