大型锅炉泵振动起因

 

泵于2003年终随炉革新进行大修，崩溃后发明第二、四两级叶轮叶柄（轮毂）与导叶套间隙超标（规范间隙0．49mm／0．41mm），即改换该两级导叶套，改换后的导叶套在机床上修整，转子做动均衡。泵大修后投运发明，泵吐出侧轴承振动大，振幅0．03mm左右，且振动随转速回升而回升，在5600r／min时高达0．06mm，事先为确保发电，该泵勉强运行。在一次主机因故跳闸后，该泵随又启动运行，发明泵吐出侧轴承在5600r／min时，振动高达0。22mm，同时测得振动频率2倍、3倍等高次谐波，周期性较突出，超次谐波绝对较少，停泵进行崩溃检讨。

　　崩溃检讨状况

　　崩溃发明此次碰摩之处仍是二、四级叶轮叶柄与导叶套碰摩，其中第四级较重大，其他部位未发明显著碰摩痕迹。根据上述两次碰摩部位的状况，对该两级叶轮的中段在机床上检讨同轴度及止口配合尺寸，后果发明2#、4#中段配合止口紧动，有0．20mm左右。

　　起因剖析

　　两次崩溃检讨发明问题发作的关键基本是一致的，不同的是碰摩水平带来的后果有些差别。

　　因为第一次发明2#、4#导叶套磨损间隙超标后，深刻剖析不够，所以才发作第二次。锅炉泵运动部分与转子之间在拆卸与运转时所需维持的同轴度请求很高，它重要依赖以下四方面来保障最终的同轴度：各配合部件在加工历程中的工艺、工装及配合尺寸公差请求；拆卸时对转子地位的正确调剂；给水泵在冷态或备用态的暖泵后果与转子两侧密封水的水温、流量的掌握；管道对泵的衔接附加应力。

　　以上四个方面只要有一个不行，就会形成泵静态件间碰摩的后果，所以必需逐个剖析。暖泵：因为暖泵不妥当，低温水在泵内形成高低分层，形成泵体变形，使叶轮密封环间隙变小或等于0。只管各国对暖泵方法、泵体构造做了很多改良，但因为泵内流道构造较庞杂，仍无法做到完整清除暖泵带来的影响。给水泵虽称无需暖泵，但它的构造情势抉择了即便不暖泵，也有影响，仍无法彻底清除启动前泵内水温分层、泵体变形的困扰。

　　轴封密封水：因为该泵两侧轴封采取了不接触的问隙密封，所以在泵备用与运转时必需注入肯定压力与流量的密封水。笔者抉择了最顽劣的工况（泵在备用状况）进行剖析。泵在备用状况或启动前因为泵内已注满有肯定压力的低温水，其自身就有水温分层的影响，为避免低温水外泄（假如外泄，轴承室即进水，同时轴颈温度降低），就必需在密封中部的孔注入比泵内压力高的凝水（个别为凝泵出口来的水）。这些水通过密封下部的孔返回凝水搜集箱，然而总有肯定量的水沿着间隙进入均衡腔室及吸入到泵内，极易使泵内水温进一步分层，状况好转，进一步使泵体变形。同时，即便对密封水压进行掌握，走漏进入泵内的量不大，但间隙密封的长度远大于接触式机械密封，所以即便水压不高，较低的水温也足以使泵轴两侧密封段轴颈变形。

　　转子地位的调剂方面：作为拆卸中的一个极重要的环节就是转子地位的最终调剂与肯定。这里须强调指出，主轴跳动、转子跳动、泵体、密封环、导叶套的同轴度及轴上各配合零件与主轴的配合状况肯定要及格。间隙配合个别掌握在H7、过盈配合为S6较适宜（叶轮配合过盈较小，它在向心力的作用下有发作松动的风险）。只要上述任务及格，对转子地位进行正确的调剂才显得有意义。

　　同时，有一个问题愿望引起注重，即因为叶轮与轴是过盈配合，叶轮内孔因为开制了键槽后，它对轴外表的压应力在周向是不等的，轻易形成叶轮与轴线的垂直度发作变更。实际标明，过盈量越大，问题越突出。因为它的影响，也占去了有效密封间隙中的一部分。个别可在叶轮密封环部位测得径向跳动0。04～0。07mm，也曾测得0。25～0。30ram，但进行火焰部分加热是能够得到改正的。问题关键是在组装时是无法检测的，所以要对叶轮内孔的圆柱度、轴与叶轮配合部位的外表进行过细的检讨，不许可有凸点存在，只管是渺小的凸点也应修改。这也是透平式芯包得以推广的起因之一。

　　综上所述，不难得出一个论断：仅仅依赖目前抬轴数据加上转子在抬轴调剂后盘动的灵巧性作为质量掌握规范是不够的。应片面综合剖析，特殊是抬轴这项任务实属于经历型，出入较大。　　

　　假如上述环节中有一处存在问题，在有限的状况下（静态部分间只要有0．01mm的间隙），它是不会影响盘动转子灵巧性的，然而一旦泵投入备用，问题即会浮现。

　　在检修实际中，有时往往对中段处的配合状况不作测量，根据是：从制作厂进去的不会有问题，虽有些松动但运用中确凿未发作过因为配合松动而形成后果，因此注重不够。

　　实际上在拆卸方法上是采取立装，各中段配合的同轴度的随机性很大，有时就发作极其状况，而不易被觉察。

　　尤其在2#、4#中段地位，此处离轴承端较远，如想应用最后的抬轴来发明问题的能够性较小，所以最终是叶轮与密封环同轴度偏向；再加上暖泵的影响，那么碰摩的发作就不难说明了。但从事先轴承的振幅来看，碰摩只是轻度的。第二次泵紧迫联动投入运行后振动大幅回升，起因初步剖析是：在备用状况时，因为暖泵、密封水的起因招致泵转子在启动初期，在原有的基本上再次发作碰摩。应当说，碰摩点上的正压力是大于前次的，同时因材质的关系，碰摩部位的间隙在短时光内不是增大，而是更小了。这种碰摩景象是静态部分接触弹开的历程，同时它将转变转子的静态刚度，反过去再进一步加剧碰摩，其量的大小取决于静态接触时正压力的大小。所以内部景象体现为振动是加剧的。

　　只管给水泵转子有足够高的阻尼系数，但仍属于高速轻载型转子。一旦有部分碰摩发作，碰摩点的摩擦力作用在转子回转的反方向上，从而迫使转子振摆旋转，属于自激振动类型。振摆的大小与接触点的压应力成反比，振动频率个别为工频，它不与负荷的大小有关，仅与转速有关。同时，转子在高速回转时总会发作肯定的动挠度，其大小与转速成反比，特殊是碰摩发作的切向摩擦力会使转子陷入涡动，摩擦使动挠度增大，此时碰摩点的压应力就再增大，由此互相循环，一直加剧转子的涡动。就本次状况看，碰摩发作在2#、4#级叶轮处，且4#叶轮处较重大，反应出在吐出侧振动偏大。从崩溃状况看，磨损弧度较大，所以修前测得2、3成分非线性的增强而有所增添；正是碰摩前期较大弧度的接触使接触部分起了一个支承作用的起因。由此随转速变更的景象也就不难了解。