大型鍋爐泵振動起因

 

泵于2003年終隨爐革新進行大修，崩潰后發明第二、四兩級葉輪葉柄（輪轂）與導葉套間隙超標（規范間隙0．49mm／0．41mm），即改換該兩級導葉套，改換后的導葉套在機床上修整，轉子做動均衡。泵大修后投運發明，泵吐出側軸承振動大，振幅0．03mm左右，且振動隨轉速回升而回升，在5600r／min時高達0．06mm，事先為確保發電，該泵勉強運行。在一次主機因故跳閘后，該泵隨又啟動運行，發明泵吐出側軸承在5600r／min時，振動高達0。22mm，同時測得振動頻率2倍、3倍等高次諧波，周期性較突出，超次諧波絕對較少，停泵進行崩潰檢討。

　　崩潰檢討狀況

　　崩潰發明此次碰摩之處仍是二、四級葉輪葉柄與導葉套碰摩，其中第四級較重大，其他部位未發明顯著碰摩痕跡。根據上述兩次碰摩部位的狀況，對該兩級葉輪的中段在機床上檢討同軸度及止口配合尺寸，后果發明2#、4#中段配合止口緊動，有0．20mm左右。

　　起因剖析

　　兩次崩潰檢討發明問題發作的關鍵基本是一致的，不同的是碰摩水平帶來的后果有些差別。

　　因為第一次發明2#、4#導葉套磨損間隙超標后，深刻剖析不夠，所以才發作第二次。鍋爐泵運動部分與轉子之間在拆卸與運轉時所需維持的同軸度請求很高，它重要依賴以下四方面來保障最終的同軸度：各配合部件在加工歷程中的工藝、工裝及配合尺寸公差請求；拆卸時對轉子地位的正確調劑；給水泵在冷態或備用態的暖泵后果與轉子兩側密封水的水溫、流量的掌握；管道對泵的銜接附加應力。

　　以上四個方面只要有一個不行，就會形成泵靜態件間碰摩的后果，所以必需逐個剖析。暖泵：因為暖泵不妥當，低溫水在泵內形成高低分層，形成泵體變形，使葉輪密封環間隙變小或等于0。只管各國對暖泵方法、泵體構造做了很多改良，但因為泵內流道構造較龐雜，仍無法做到完整清除暖泵帶來的影響。給水泵雖稱無需暖泵，但它的構造情勢抉擇了即便不暖泵，也有影響，仍無法徹底清除啟動前泵內水溫分層、泵體變形的困擾。

　　軸封密封水：因為該泵兩側軸封采取了不接觸的問隙密封，所以在泵備用與運轉時必需注入肯定壓力與流量的密封水。筆者抉擇了最頑劣的工況（泵在備用狀況）進行剖析。泵在備用狀況或啟動前因為泵內已注滿有肯定壓力的低溫水，其自身就有水溫分層的影響，為避免低溫水外泄（假如外泄，軸承室即進水，同時軸頸溫度降低），就必需在密封中部的孔注入比泵內壓力高的凝水（個別為凝泵出口來的水）。這些水通過密封下部的孔返回凝水搜集箱，然而總有肯定量的水沿著間隙進入均衡腔室及吸入到泵內，極易使泵內水溫進一步分層，狀況好轉，進一步使泵體變形。同時，即便對密封水壓進行掌握，走漏進入泵內的量不大，但間隙密封的長度遠大于接觸式機械密封，所以即便水壓不高，較低的水溫也足以使泵軸兩側密封段軸頸變形。

　　轉子地位的調劑方面：作為拆卸中的一個極重要的環節就是轉子地位的最終調劑與肯定。這里須強調指出，主軸跳動、轉子跳動、泵體、密封環、導葉套的同軸度及軸上各配合零件與主軸的配合狀況肯定要及格。間隙配合個別掌握在H7、過盈配合為S6較適宜（葉輪配合過盈較小，它在向心力的作用下有發作松動的風險）。只要上述任務及格，對轉子地位進行正確的調劑才顯得有意義。

　　同時，有一個問題愿望引起注重，即因為葉輪與軸是過盈配合，葉輪內孔因為開制了鍵槽后，它對軸外表的壓應力在周向是不等的，輕易形成葉輪與軸線的垂直度發作變更。實際標明，過盈量越大，問題越突出。因為它的影響，也占去了有效密封間隙中的一部分。個別可在葉輪密封環部位測得徑向跳動0。04～0。07mm，也曾測得0。25～0。30ram，但進行火焰部分加熱是能夠得到改正的。問題關鍵是在組裝時是無法檢測的，所以要對葉輪內孔的圓柱度、軸與葉輪配合部位的外表進行過細的檢討，不許可有凸點存在，只管是渺小的凸點也應修改。這也是透平式芯包得以推廣的起因之一。

　　綜上所述，不難得出一個論斷：僅僅依賴目前抬軸數據加上轉子在抬軸調劑后盤動的靈巧性作為質量掌握規范是不夠的。應片面綜合剖析，特殊是抬軸這項任務實屬于經歷型，出入較大。　　

　　假如上述環節中有一處存在問題，在有限的狀況下（靜態部分間只要有0．01mm的間隙），它是不會影響盤動轉子靈巧性的，然而一旦泵投入備用，問題即會浮現。

　　在檢修實際中，有時往往對中段處的配合狀況不作測量，根據是：從制作廠進去的不會有問題，雖有些松動但運用中確鑿未發作過因為配合松動而形成后果，因此注重不夠。

　　實際上在拆卸方法上是采取立裝，各中段配合的同軸度的隨機性很大，有時就發作極其狀況，而不易被覺察。

　　尤其在2#、4#中段地位，此處離軸承端較遠，如想應用最后的抬軸來發明問題的能夠性較小，所以最終是葉輪與密封環同軸度偏向；再加上暖泵的影響，那么碰摩的發作就不難說明了。但從事先軸承的振幅來看，碰摩只是輕度的。第二次泵緊迫聯動投入運行后振動大幅回升，起因初步剖析是：在備用狀況時，因為暖泵、密封水的起因招致泵轉子在啟動初期，在原有的基本上再次發作碰摩。應當說，碰摩點上的正壓力是大于前次的，同時因材質的關系，碰摩部位的間隙在短時光內不是增大，而是更小了。這種碰摩景象是靜態部分接觸彈開的歷程，同時它將轉變轉子的靜態剛度，反過去再進一步加劇碰摩，其量的大小取決于靜態接觸時正壓力的大小。所以內部景象體現為振動是加劇的。

　　只管給水泵轉子有足夠高的阻尼系數，但仍屬于高速輕載型轉子。一旦有部分碰摩發作，碰摩點的摩擦力作用在轉子回轉的反方向上，從而迫使轉子振擺旋轉，屬于自激振動類型。振擺的大小與接觸點的壓應力成反比，振動頻率個別為工頻，它不與負荷的大小有關，僅與轉速有關。同時，轉子在高速回轉時總會發作肯定的動撓度，其大小與轉速成反比，特殊是碰摩發作的切向摩擦力會使轉子陷入渦動，摩擦使動撓度增大，此時碰摩點的壓應力就再增大，由此互相循環，一直加劇轉子的渦動。就本次狀況看，碰摩發作在2#、4#級葉輪處，且4#葉輪處較重大，反應出在吐出側振動偏大。從崩潰狀況看，磨損弧度較大，所以修前測得2、3成分非線性的增強而有所增添；正是碰摩前期較大弧度的接觸使接觸部分起了一個支承作用的起因。由此隨轉速變更的景象也就不難了解。