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1、热膨胀对给水泵振动的影响作者：何 兵时间：2012年12月11日摘要：针对动力能源厂发电工段22MW3#发电2#锅炉给水泵检修后振动偏大现象，综合分析了装配过程及运转时可能会引起给水泵振动偏大原因，找出热膨胀对给水泵振动的影响，据此提出消除振动的正确对策。关键词： 热膨胀 振动 影响前言：德胜钢铁有限公司动力能源厂发电工段22MW3#发电2#锅炉给水泵由上海凯士比泵有限公司生产，型号为：HGB3/9，泵为9级叶轮，效率为：68.2%，扬程为：850m，给水温度为：125，刚性转子。2012年9月14日至22日由于新回厂给水泵中段及导叶需上线试装，对原有给水泵解体，组装新备件过程中发现存在尺寸偏
2、差，装回解体的给水泵组件。该泵由于长时间运行中段端面及导叶皆有冲刷迹象，但其运行过程中给水压力均能满足生产要求，且泵振动最大为80m左右运行稳定。泵恢复组装完成后启运，泵驱动端振动为30m，非驱动端振动为10m，有缓慢上升趋势，当出口阀打开时驱动端振动急剧升高到100m以上，停泵进行解体检查。一、解体检查情况解体发现泵中段、导叶、叶轮及各辅件均无碰擦现象，两道轴瓦均无刮痕,水泵各部位参数在技术要求范围内。二、可能会引起给水泵振动偏大原因分析1、水泵转子的动、静不平衡水泵转子不平衡质点在运转过程中产生的偏心离心力矩致使转子产生的动挠度，而且随着转速的增加, 动挠度(振幅) 相应地增加，诱发了水泵
3、振动的产生。对水泵转子做动平衡，其不平衡量最大在10g以内，满足转子平衡要求。故水泵转子的动、静平衡。2、动静部件之间的间隙对振动的影响水动力给水泵内每一级的叶轮与密封环以及出口侧的导叶衬套与叶轮都有一定的间隙, 通过这些间隙的压力水就象轴承一样起着支撑转子的水轴承作用。泵轴或多或少总有一些挠度, 因重心偏移会诱发强迫振动, 然而由振动引起的间隙中摩擦力的变化又会产生一个与偏心力作用相反的水动力, 这个水动力促使不平衡质点由偏心方向向中心恢复, 从而起着减振作用。水动力产生的结果是密封间隙在径向值越小。德国KSB 水泵公司做过试验, 当把水泵各级密封间隙放至0.25 mm (单侧) 时, 水动
4、力作用效果最佳, 当水泵各级密封间隙(单侧) 超过0.75 mm 时, 水动力作用不存在。当然, 水泵的密封环在加工时就存在偏心误差, 装配过程也会出现偏心误差, 水泵转子的动静挠度也会影响密封间隙的统一性。故在尽可能的情况下, 减小密封间隙的数值,会产生水动力, 对水泵的振动就会产生好的影响。当然, 水泵动静间隙过小又容易造成动静的摩擦, 所以在检修过程中只要保证动静间隙在0.50 0.60mm之间(直径方向)， 并且尽可能使各级的间隙统一一致。在对给水泵进行组装时均对各级叶轮与密封环、出口侧的导叶衬套与叶轮进行间隙测量，其数值见下表： （单位：mm）一级二级三级四级五级六级七级八级九级（末
5、级）0.560.500.600.580.520.540.600.620.64测得的间隙量第七、八、九级偏大，其偏移量小，均能满足水动力需求，且该泵未拆前振动良好，初启水泵时振动也在优良范围内，故其动静部件之间的间隙符合装配要求。3、中心不正引起的振动机组各转子中心不正对轴承振动的影响很大，它是产生转子扰动力的原因之一，而影响转子中心不正的原因很多，其中有由于转子中心测量调整不精确造成的，有由于联轴器缺陷造成的。（1）转子中心测量调整不精确在对水泵组装后，对机组进行中心调整，数据如下：0实测数据：水泵低：0.04mm水泵南开口：0.005mm水泵上开口：0.005mm1 1南0560 8中心调整
6、均满足技术要求（2）联轴器缺陷当联轴器法兰外圆与轴颈不同心，联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心，端面瓢偏、连接螺丝紧力明显不对称时，不论圆周和端面如何正确，都会使连接轴系不同心和不平直，还会使转子产生预载荷。 该泵未拆前振动良好，在组装时均未发生碰撞，并对联轴器轴向与径向打百分表看其瓢偏均在0.02mm以内，故该联轴器无缺陷。4、热膨胀引起给水泵振动（1）暖泵不充分给水泵在检修时处在冷态，而工作时又处在热态，考虑到这一温差的存在，在给水泵与电动机连接时，有意将电动机中心适当抬高（高于给水泵中心）。当泵温达到工作温度后由于泵体向上膨胀，使水泵与电动机同心。若在启动给水泵之前不进行暖泵或暖泵不充分，
7、将由于热膨胀不均，导致上下壳体出现温差而产生拱背变形。在这种情况下一旦启动给水泵，就可能造成动静部分的严重磨损，使转子的动平衡精度受到破坏，结果必然使泵的振动升高。 此次暖泵温度已达90以上，且暖泵过程中由专人定时对泵转子盘车。故给水泵振动不是暖泵不充分引起。（2）热膨胀该给水泵泵体无横向和纵向定位销，泵运行后，随着泵体和进出口管道温度的升高，发生自由膨胀，导致泵组中心(泵壳与轴承，泵壳与叶轮，联轴器等)偏移，引起振动。泵恢复组装完成后启动运行，泵驱动端振动为30m，非驱动端振动为10m，其振动均达到标准处于优良，且泵体无异响，在未开出口阀前振动均缓慢上升，在打开出口阀后，给水泵温度急剧升高驱
8、动端振动随之迅速增大。故给水泵振动是由热膨胀引起。三、处理措施由于给水泵运行后，随着泵体和进出口管道温度的升高，发生自由膨胀，导致泵组中心(泵壳与轴承，泵壳与叶轮，联轴器等)偏移，但其偏移量无法控制。为了安全有效控制其热膨胀偏移量，在泵组装完毕，充分暖泵后，启泵，如图所示在机组未启运前在非驱动端基座处打百分表，缓慢打开出口阀，这一过程中时刻记录轴承振动，用扳手轻轻松动非驱动端基座两端螺栓，此时密切注意百分表读数及轴承振动（切忌用力过猛，过份松动螺栓），当出口阀全开，百分表读数不在变化时，停止松动螺栓。此时给水泵轴承振动均已降到60m以内。四、结束语以上判断此次给水泵振动升高是由热膨胀引起的，使给水泵均匀热膨胀后振动明显下降。造成水泵振动的原因是多方面的, 在实际工作中, 方面要严格检修工艺及安装工艺,避免小误差的叠加; 另一方面具体问题具体分析, 找出合理的针对性措施进行处理, 积累经验, 预防水泵的振动。只要我们掌握水泵振动的机理, 提高检修工艺, 避免诱振因素发生, 水泵振动的现象会得到很好的预防。参考文献：1 韩哲峰, 给水泵振动的原因及预防.山西：山西电力出版社，2004.2 史永川, 614WXH12型给水泵振动大原因分析和处理.广东：广东电力出版社，2001.3 刘世堂, 汽轮机振动故障分析.河南4 郭永刚, 机械振动原因的分析. 甘肃：甘肃冶金出版社，2001.
