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汽轮给水泵振动分析

 
来源:汽轮机技术 栏目:期刊导读 时间:2021-03-22
 
1 给水泵汽轮机振动概况 1.1 给水泵汽轮机的型号。对于某承制单位生产的330MV汽轮机配置一台100%容量的汽动给水泵和一台50%容量的电动给水泵,所使用的汽动给水泵为80CHTA/4型筒式多级离心泵,并且由单轴、单缸、新汽内切换、凝汽式给水泵汽轮机直接驱动,其中给水泵汽轮机的额定转速为5400r/min,运行转速的范围为3100-5900r/min。对于给水泵汽轮机和汽泵用活动式齿形联轴器连接,支撑给水泵汽轮机的轴承主要是由5块可倾瓦组成,安装在给水泵汽轮机下缸上。 1.2 给水泵汽轮机出现的振动情况。最开始测量机组的负荷为261.9MW,给水泵汽轮机转速为4888r/min,给水泵的汽轮机轴承横向轴振从71.2μm突然增加到了90.7μm,过了几分钟以后会下降到65μm,这种情况或类似的情况会重复的发生。给水泵汽轮机的轴振与负荷的变化有很大的关系,在负荷突升和突降的过程中,表现的十分的明显。 2 振动原因分析机处理 2.1 振动原因分析。通过对现场测振的分析,给水泵汽轮机轴承的盖振并不大,汽动给水泵轴瓦盖振水平方向最大,汽动给水泵的瓦振超过了给水泵汽轮机的瓦振,在水平结合面上距离差为100mm处,对基础轴承座连接刚度进行了检测,差别振动为2μm,汽轮机的振动主要是因为转子转动不平衡导致的。 2.2 对汽轮机振动进行处理。在机组低负荷期间,应对汽动给水泵停止运作,然后进行检修,在拆卸的过程中,就发现了汽动给水泵转子有很大的磨损情况,磨损的地方就在驱动端机械密封的冷却室,泵体的口环也有很明显的磨损情况,汽动给水泵平衡盘处的支持环有不均匀冲蚀情况,就会使的支持环最薄弱的地方轴向只有2.5mm,由于磨损的问题,将原芯包进行更换,之后开机检查瓦振测量变得正常。 对于振动的具体情况进行分析,由于口环间隙会出现不均匀的变大,使得水泵转子转动精度不断的降低,由于转子碰磨会导致水泵支撑刚度变化,引起了临界转速的变化。由于水泵平衡盘支持环冲蚀,使得泵运转的质量十分的不平衡,导致了振动随着水泵支持环冲蚀程度有所增加,造成了水泵转子振动随着转速和时间的缓慢增大。 2.3 振动出现的新情况及原因分析。使用一段时间以后轴承轴振再次增大,根据盖振大于轴振的实际情况,可以看出轴承座有很明显的共振,而且振动情况十分的明显,导致沿联轴器增加的现象。而且从瓦振、轴振测量信号的频谱分析可以表明,振动以1x频为主,泵高0.015mm,上扒口为0.01mm泵偏电侧为0.045,其中心是正常的,并且对轴承的温度和进、回油温度进行检查,轴的温度比维修以前下降了很多,轴瓦的载荷也降低了很多。通过对现场的进行测温,得出的结论是发现汽动给水泵地脚螺丝的温度很高,高达100℃,还有给水泵汽轮机轴承的温度为正常的室温,他们之间的温差很大。并且根据振动频谱、中心和瓦温数据,分析得出的结论为振动是由于激振力引起的,这主要是因为给水泵汽轮机和泵体的基础框架受热不均匀引起的热、冷态膨胀差异,造成了热态时转子中心不正,导致了轴承的振动再一次的增加。 2.4 对汽轮机振动再次进行处理。由于汽轮机给水泵又出现了问题,所以需要进行第二次机械能处理,在拆卸联轴器的重新复中心时,考虑到热态泵转子和给水汽轮机转子的温差时,进行调整,把给水泵中心下落0.65mm,泵偏东0.09mm下扒口0.065mm。调整完成以后对机器进行汽动,给水泵汽轮机的轴振恢复到正常水平,但是由于瓦盖振还是很大,转速低于4300r/min的时候振动是正常的,当高于5100r/min的时候,水平瓦振就会增加,使得给水泵汽轮机排汽缸水平结合面的振动也会明显的增大。 2.5 对汽轮机振动进行三次处理。这次给水泵汽轮机停机以后,维修人员对中心、转子弯曲、联轴器的使用情况进行了检查,解体联轴器,得出的数据为泵高为0.1mm,泵偏东0.01mm,下扒口为0.065mm,西扒口为0.005mm,这是符合规定要求的,所以这处是没有问题的,调整的意义不是很大,对振动频谱进行分析,没有明显的低阶谐波分量且振幅波动不是十分的明显,完全可以排除是动、静碰磨的问题。 所以只能使给水泵汽轮机进行空转,在给水泵汽轮机降负荷解列过临界转速的过程中,没有检测到振动异常增大的情况,所以可以排除汽轮机转子发生热弯曲故障的可能性。 再对活动式联轴器进行检查,发现机侧有很多齿轮牙出现了磨损的情况,但是由于给水泵汽轮机联轴期没有备用的,然后进行测量发现了,联轴器两端尺寸都是对称的,完全可以将这个联轴器倒置使用,这样可以让齿牙没有被磨损的地方代替已经被磨损的地方进行使用,这就相当于减少了磨损间隙,增大了非工作间隙,减少了联轴器的径向不均匀滑移,这样就可以有序的降低振动的激振力,可以是给水泵汽轮机正常的使用。 联轴器连接以后,再重新的启动汽动给水泵组,并且测量给水泵汽轮机、给水泵轴振符合规定要求,然后再进行持续的观察,振动还是在规定范围内,所以可以确定联轴器齿牙磨损是造成给水泵汽轮机瓦盖振增大的主要原因。 3 对给水泵汽轮机振动的分析 由于活动式联轴器在中心偏差很小的时候会起到一定的补偿作用,但是在传递扭矩的长期运行中会引起活动部件的磨损,特别是在联轴器两端存在差别振动时更会加剧磨损,所以会引起轴承振动增大。通过以上的工作可以看出,在进行第一次调整的时候,由于机泵两侧的振动差别是很大的,联轴器有很大的磨损情况,检测到机组升、降负荷过程中振动突升,主要因为是齿牙磨损,齿间和齿顶的间隙增大旋转齿轮偏向一侧,产生偏心,导致给水泵产生不平衡力,增加了给水泵汽轮机振动,当在第二次调整的时候,振动沿联轴器的问题已经很明显了,活动式联轴器内齿轮的齿顶和齿间隙已经很大了,现场靠近联轴器侧有很大的噪音,这个活动式联轴器已经成为转子1x增大的激振源。 所以机组的维修人员,更换了已经磨损的联轴器以后,使得这个问题彻底的被解决,并且采用了相同类型的联轴器进行检查,不断的加强了状态检修,所以这次对汽动给水泵组振动的处理,过程虽然比较漫长,但是最后的结果是好的,其经验可供其他处理同类型的汽动给水泵组相似故障时参考。 结束语 随着机械化时代的到来,给水泵汽轮机的应用十分的广泛,尤其是在船舶领域,但是对于系统十分复杂的系统来说,单个部件设计情况的运行状态和实际情况还是有很大的差别的,所以当给水泵汽轮机出现振动故障时,对故障进行具体的分析,并解决这一类问题,为以后的解决这类问题提供了丰富的经验。 1 给水泵汽轮机振动概况 1.1 给水泵汽轮机的型号。对于某承制单位生产的330MV汽轮机配置一台100%容量的汽动给水泵和一台50%容量的电动给水泵,所使用的汽动给水泵为80CHTA/4型筒式多级离心泵,并且由单轴、单缸、新汽内切换、凝汽式给水泵汽轮机直接驱动,其中给水泵汽轮机的额定转速为5400r/min,运行转速的范围为3100-5900r/min。对于给水泵汽轮机和汽泵用活动式齿形联轴器连接,支撑给水泵汽轮机的轴承主要是由5块可倾瓦组成,安装在给水泵汽轮机下缸上。 1.2 给水泵汽轮机出现的振动情况。最开始测量机组的负荷为261.9MW,给水泵汽轮机转速为4888r/min,给水泵的汽轮机轴承横向轴振从71.2μm突然增加到了90.7μm,过了几分钟以后会下降到65μm,这种情况或类似的情况会重复的发生。给水泵汽轮机的轴振与负荷的变化有很大的关系,在负荷突升和突降的过程中,表现的十分的明显。 2 振动原因分析机处理 2.1 振动原因分析。通过对现场测振的分析,给水泵汽轮机轴承的盖振并不大,汽动给水泵轴瓦盖振水平方向最大,汽动给水泵的瓦振超过了给水泵汽轮机的瓦振,在水平结合面上距离差为100mm处,对基础轴承座连接刚度进行了检测,差别振动为2μm,汽轮机的振动主要是因为转子转动不平衡导致的。 2.2 对汽轮机振动进行处理。在机组低负荷期间,应对汽动给水泵停止运作,然后进行检修,在拆卸的过程中,就发现了汽动给水泵转子有很大的磨损情况,磨损的地方就在驱动端机械密封的冷却室,泵体的口环也有很明显的磨损情况,汽动给水泵平衡盘处的支持环有不均匀冲蚀情况,就会使的支持环最薄弱的地方轴向只有2.5mm,由于磨损的问题,将原芯包进行更换,之后开机检查瓦振测量变得正常。 对于振动的具体情况进行分析,由于口环间隙会出现不均匀的变大,使得水泵转子转动精度不断的降低,由于转子碰磨会导致水泵支撑刚度变化,引起了临界转速的变化。由于水泵平衡盘支持环冲蚀,使得泵运转的质量十分的不平衡,导致了振动随着水泵支持环冲蚀程度有所增加,造成了水泵转子振动随着转速和时间的缓慢增大。 2.3 振动出现的新情况及原因分析。使用一段时间以后轴承轴振再次增大,根据盖振大于轴振的实际情况,可以看出轴承座有很明显的共振,而且振动情况十分的明显,导致沿联轴器增加的现象。而且从瓦振、轴振测量信号的频谱分析可以表明,振动以1x频为主,泵高0.015mm,上扒口为0.01mm泵偏电侧为0.045,其中心是正常的,并且对轴承的温度和进、回油温度进行检查,轴的温度比维修以前下降了很多,轴瓦的载荷也降低了很多。通过对现场的进行测温,得出的结论是发现汽动给水泵地脚螺丝的温度很高,高达100℃,还有给水泵汽轮机轴承的温度为正常的室温,他们之间的温差很大。并且根据振动频谱、中心和瓦温数据,分析得出的结论为振动是由于激振力引起的,这主要是因为给水泵汽轮机和泵体的基础框架受热不均匀引起的热、冷态膨胀差异,造成了热态时转子中心不正,导致了轴承的振动再一次的增加。 2.4 对汽轮机振动再次进行处理。由于汽轮机给水泵又出现了问题,所以需要进行第二次机械能处理,在拆卸联轴器的重新复中心时,考虑到热态泵转子和给水汽轮机转子的温差时,进行调整,把给水泵中心下落0.65mm,泵偏东0.09mm下扒口0.065mm。调整完成以后对机器进行汽动,给水泵汽轮机的轴振恢复到正常水平,但是由于瓦盖振还是很大,转速低于4300r/min的时候振动是正常的,当高于5100r/min的时候,水平瓦振就会增加,使得给水泵汽轮机排汽缸水平结合面的振动也会明显的增大。 2.5 对汽轮机振动进行三次处理。这次给水泵汽轮机停机以后,维修人员对中心、转子弯曲、联轴器的使用情况进行了检查,解体联轴器,得出的数据为泵高为0.1mm,泵偏东0.01mm,下扒口为0.065mm,西扒口为0.005mm,这是符合规定要求的,所以这处是没有问题的,调整的意义不是很大,对振动频谱进行分析,没有明显的低阶谐波分量且振幅波动不是十分的明显,完全可以排除是动、静碰磨的问题。 所以只能使给水泵汽轮机进行空转,在给水泵汽轮机降负荷解列过临界转速的过程中,没有检测到振动异常增大的情况,所以可以排除汽轮机转子发生热弯曲故障的可能性。 再对活动式联轴器进行检查,发现机侧有很多齿轮牙出现了磨损的情况,但是由于给水泵汽轮机联轴期没有备用的,然后进行测量发现了,联轴器两端尺寸都是对称的,完全可以将这个联轴器倒置使用,这样可以让齿牙没有被磨损的地方代替已经被磨损的地方进行使用,这就相当于减少了磨损间隙,增大了非工作间隙,减少了联轴器的径向不均匀滑移,这样就可以有序的降低振动的激振力,可以是给水泵汽轮机正常的使用。 联轴器连接以后,再重新的启动汽动给水泵组,并且测量给水泵汽轮机、给水泵轴振符合规定要求,然后再进行持续的观察,振动还是在规定范围内,所以可以确定联轴器齿牙磨损是造成给水泵汽轮机瓦盖振增大的主要原因。 3 对给水泵汽轮机振动的分析 由于活动式联轴器在中心偏差很小的时候会起到一定的补偿作用,但是在传递扭矩的长期运行中会引起活动部件的磨损,特别是在联轴器两端存在差别振动时更会加剧磨损,所以会引起轴承振动增大。通过以上的工作可以看出,在进行第一次调整的时候,由于机泵两侧的振动差别是很大的,联轴器有很大的磨损情况,检测到机组升、降负荷过程中振动突升,主要因为是齿牙磨损,齿间和齿顶的间隙增大旋转齿轮偏向一侧,产生偏心,导致给水泵产生不平衡力,增加了给水泵汽轮机振动,当在第二次调整的时候,振动沿联轴器的问题已经很明显了,活动式联轴器内齿轮的齿顶和齿间隙已经很大了,现场靠近联轴器侧有很大的噪音,这个活动式联轴器已经成为转子1x增大的激振源。 所以机组的维修人员,更换了已经磨损的联轴器以后,使得这个问题彻底的被解决,并且采用了相同类型的联轴器进行检查,不断的加强了状态检修,所以这次对汽动给水泵组振动的处理,过程虽然比较漫长,但是最后的结果是好的,其经验可供其他处理同类型的汽动给水泵组相似故障时参考。 结束语 随着机械化时代的到来,给水泵汽轮机的应用十分的广泛,尤其是在船舶领域,但是对于系统十分复杂的系统来说,单个部件设计情况的运行状态和实际情况还是有很大的差别的,所以当给水泵汽轮机出现振动故障时,对故障进行具体的分析,并解决这一类问题,为以后的解决这类问题提供了丰富的经验。

文章来源:汽轮机技术 网址: http://qljjs.400nongye.com/lunwen/itemid-6011.shtml


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