沈國香 刁呈振
(河(hé)北鋼鐵集(jí)團(tuán)宣化鋼鐵公司動力廠,河北張家 075100)
摘 要:汽輪機凝結水泵組振動超標,軸承的磨損速度也比較快,因此這給泵組的運行穩定造成了嚴(yán)重的幹擾。為了消除設備的隱(yǐn)患,筆(bǐ)者對振動的原(yuán)因(yīn)進(jìn)行了分析並(bìng)進行了(le)處理,保證泵組的運行處於一個安全、穩定的狀態。
關鍵詞:凝結水泵;振動原因;軸承磨損
1 係統介(jiè)紹
該機組的規格是俄羅(luó)斯超(chāo)界500MW。一(yī)號機是(shì)1998年5月投產的,而2號機則比(bǐ)一號機晚了半年投產。該汽輪機是(shì)由俄羅斯列寧(níng)格勒金屬工廠生產的,具體(tǐ)規格是K500-240-4型超臨界一次中間再(zài)熱單軸四缸四排汽凝汽(qì)式汽輪機,其Z大功率可以達到525MW,而額定功率是500MW。三(sān)級凝結水泵會在每一台機組中進行配備,每一級有兩台。如果在正常的運行時間的話,一台運行而(ér)另外一台屬於備用的。
每(měi)一(yī)級的凝結(jié)水泵都是俄製立式,提升壓(yā)力不同,因此(cǐ)結構也是不同的。Ⅰ級凝結泵是兩組葉輪,而Ⅱ級凝(níng)結水泵則是一組葉輪,Ⅲ級凝結水泵則有兩級葉輪。我(wǒ)們可以將一個誘導(dǎo)輪安裝在每台泵的入口首級葉輪前麵,這(zhè)樣葉輪的抗汽蝕能力(lì)就會得到提高。
2 凝結水泵運行情(qíng)況
我公司使用的是俄製500MW超臨界機組,投產的時間分別是1998年5月和1998年11月。因此,已(yǐ)經運行了(le)有十幾(jǐ)年。在長時間的運(yùn)作之(zhī)後,我(wǒ)們發現(xiàn)KCB係列俄製立式(shì)凝結水泵的運行狀況出現問題(tí),不穩定的(de)異常狀(zhuàng)況頻繁的發生。振動超標顯得尤(yóu)為突出。為(wéi)了完成現場監測振動,我們使用(yòng)了手持振動的方法。其中一級、二級以(yǐ)及(jí)三(sān)級凝結(jié)水泵的振動範圍分別是:11~0.15mm、0.08~0.12mm、0.08~0.13mm。可以看出這些振動的範圍都超過了規定(規定標準要小於0.08mm),而這(zhè)將(jiāng)會對泵組的安(ān)全運行造(zào)成很大的威脅。工作人員在2010年1月對一(yī)級凝結水泵RM840進(jìn)行監測時發現,當軸承振動沒有進行增加時,軸承的內部滾動依然有異音(yīn)狀況的發生(shēng)。在之後的一個月又進行了監測,我們對該泵進行了解體,發現軸承軌道合(hé)金局部有脫落狀況的發生,保持架也斷裂。此外,由於軸承因磨(mó)損過(guò)熱,因將局(jú)部合金表麵有(yǒu)燒黑的跡象。
還存(cún)在一種異常現象,即:軸承室油質金屬磨損度監測屢次超標。我公司使(shǐ)用的是新型油質監測裝置,該裝置可(kě)以完成對附屬轉(zhuǎn)動機械的油質監測。工作人員此(cǐ)外還對凝結水泵軸承室的油質進行了抽樣檢查,檢查(chá)的(de)結果是(shì):凝結水(shuǐ)泵的油質所含(hán)的金屬顆粒明顯比其他泵組的(de)多,也超過了(le)稀有潤滑油質鐵損的指數50標準(zhǔn)。因此,需要對超標的泵組進行新油的(de)替換。運行了兩(liǎng)個月(yuè)之後,油質中的金屬顆粒度慢慢增加,Z終超標。
3 凝結水泵異常情況的分析與處理
在對轉動(dòng)機械振動超標原因的進行分析之後,發現主要有兩個原因:轉(zhuǎn)子質量不平衡、安裝質量不佳。轉子(zǐ)質量不平衡指的是在對全部附件進行(háng)安裝時(shí),其質量中心沒有在轉子的(de)中(zhōng)心線上。因此,穩定的工頻振動在振(zhèn)動圖譜的全部信號(hào)中是主要的成分(fèn)。造成轉子質量不(bú)平衡的原因(yīn)有:轉子的彎(wān)曲、轉動過程中的部件鬆脫以及原始(shǐ)的不平衡。不平衡振動(dòng)的形式不同,則特征就不同:(1)原(yuán)始質量不平衡發生(shēng)在轉子轉動之前,也就是說在轉動之前(qián)不平衡就已經產生了(le)。這種不平衡往往發生在加工製造的過程中,有的則發生在檢修時,或(huò)者是(shì)在對部件檢修更換轉動時。該種不平衡的特(tè)征是:當對一定轉速下的振幅惡(è)化相位進行監測時,一般比較穩定。(2)轉動部件的鬆脫。轉動部件包括(kuò)轉子上裝(zhuāng)配的全部的(de)零部件(jiàn),而凝結水(shuǐ)泵主要包括以下(xià)部件:水瓦、螺旋套、葉輪、誘導(dǎo)輪、軸承以及各定位套等。工頻振動在很(hěn)大程(chéng)度上(shàng)是由鬆脫產(chǎn)生的,而這種振動是(shì)突發性的。以某一軸承(chéng)振動迅速的增大到一個固(gù)定值可以在(zài)數秒鍾之內發生。此外,相位也(yě)會有一個固定的變化。相鄰的軸(zhóu)承振動也會出現(xiàn)增大的狀況,但是變化的(de)量值比較(jiào)小。(3)轉子彎曲也會引起(qǐ)質量不平衡。發生該狀況時,工頻振動會隨著時間的變化而變化。運行的時間越長,而工頻(pín)振幅就會慢慢增大,因(yīn)此相位也會發生變化。
由於各(gè)水泵都有振動偏大的狀況發(fā)生,因(yīn)此我公司進行了大量的(de)檢修(xiū)處理工(gōng)作(zuò),這些工作包括以下幾個方麵:
(1)轉子進行低速動平衡。在對凝結(jié)水(shuǐ)泵(bèng)進行解體大修時,對全(quán)部部件進行檢修時,低速動平衡工作都要進行,這樣原始(shǐ)的不(bú)平衡量就會被消除。
我們在俄製凝結水泵的首級葉輪入口都將誘導輪,加入了其中這樣葉輪的抗汽(qì)蝕能力就會得到提高。在長周期的運行(háng)後,工作人員(yuán)進行(háng)了檢查。發現誘導輪都存在汽蝕發生,隻不過程度不同而已。使用(yòng)的處理方式是:針對汽蝕較輕的部位,進行修複、打磨以及補焊。當汽蝕情況比較(jiào)嚴重時,就要進行誘導輪的替換,使用新的誘導(dǎo)輪。因此,當對凝結水泵實施解體檢(jiǎn)修的時(shí)候,都(dōu)要開展低速動(dòng)平衡。凝結水泵(bèng)組在大修之需(xū)要進行(háng)振動測試,一(yī)般比大修前振動值稍微好一些,變化不是很大(dà)。
(2)防止轉動部件(jiàn)的脫落。在應對轉動部件的脫落時(shí),我們(men)對(duì)凝結水泵進行(háng)檢修後(hòu)發現:轉動部件鬆脫的現象閉並沒(méi)有在凝結水泵中產生。在對泵軸實施組裝的時候,需要嚴(yán)格按照檢修工藝進行,無論是部件的緊固還是鎖定,這樣才能避免(miǎn)鬆脫狀況的發生。
(3)對於轉子產生的質量不平(píng)衡的狀況時,需要對泵(bèng)組進行解體。在對轉子實施彎曲度的測(cè)量時,需(xū)要嚴格的按照有關(guān)的規定進行。彎曲值一般不能超過(guò)0.02毫(háo)米。如果超過了規程要(yào)求的值,就需要進行重新的更換。在使用以上的措施後(hòu),我們發(fā)現振動偏大(dà)的狀況依然存在,因此使用了轉動機械振動處理專業,進行了多次的檢測和處理(lǐ)。下麵是對21號Ⅲ級凝結水泵在線振動進行檢測和分析的過程(chéng)。工作人員對(duì)電動機的多個測點進行了測量,我們可以在表1中看(kàn)到測點(diǎn)1的測量(liàng)值(zhí)。
表1 振動(dòng)測量值

從表1我們可以看到:測點1Z方向振動在C區,不適合進行長期的運行。使用頻譜分析儀對振動結果進行頻譜分析,發現測點1各方向的頻譜圖主要有以下幾個特點:(1)1倍轉速頻率(lǜ)在振動頻譜(pǔ)中占優勢。(2)Z方向振動要(yào)比(bǐ)另外兩個(gè)互相垂直的方向大。采取的建議和辦法是:(1)對電動機下瓦進行重點(diǎn)的檢查,尤其是軸瓦的(de)間隙(xì),查看其是不是合適,對(duì)於磨(mó)損或鬆動的狀況一定不能掉以輕心。(2)對泵組(zǔ)進行了檢修軸承的磨損(sǔn)和鬆動情況要進行重(chóng)點的檢查。由於長(zhǎng)時(shí)間的運行,軸承室與軸(zhóu)承配合並不是那麽緊密,二者的間隙(xì)是0.12mm,因(yīn)此(cǐ)嚴重的(de)超(chāo)過規定標準0~0.02mm。在處理時,使(shǐ)用軸承室刷鍍。之後,情況有所好轉,盡管沒有超標,但是依(yī)然處於規定的上(shàng)限,是0.07~0.08mm。
4 結束語(yǔ)
筆(bǐ)者對凝(níng)結水泵軸(zhóu)承振動超標分析及處理方法進行了分(fèn)析和探(tàn)討,主(zhǔ)要從係統介紹、凝結水泵運行情況、凝結水泵各異常情況的分析與處理(lǐ)這三個(gè)方麵入手(shǒu),希望這些分析和建議可以讓同行借鑒,有利於泵組的安全、穩定運行,有利於生產。
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來(lái)源(yuán):《科(kē)技創新與應用》2014年第6期