汽動給水泵是火電廠給水系統中的重要設備，給水系統主要由汽動給水泵及其前置泵、除氧器、高壓加熱器、相關的管道、閥門構成，是火電廠熱力系統中不可或缺的重要環節。

　　關鍵詞：頻率,軸頸,汽蝕余量,振幅,緊力

　　一、概述

　　河源電廠共兩臺600MW汽輪機組，主機設備由哈爾濱三大動力設備廠與日本三菱公司合作生產。每臺機組配置二臺50%B-MCR容量的汽動給水泵組(型號：MDG366)和一臺30%B-MCR容量的啟動(備用)電動給水泵組(MDG346)。汽動給水泵及其前置泵均為沈陽水泵廠生產，配套汽輪機為杭州工業汽輪機廠生產(型號：NK63/71/0)。

　　河源電廠#2機2B汽泵從2016年以來一直存在著前軸振動大的問題，尤其是在機組由滿負荷左右降至70%負荷左右時，前軸振動值會發生突變，接近跳泵值0.08mm，危及機組運行安全。經與廠家討論，將跳泵值進行了修改，改為0.10mm。2017年2月#2機組D修后，2B汽泵前軸振動峰值進一步增大，最大達0.092mm。在#1機組啟動并穩定后，利用電網低負荷的窗口，檢修汽機專業在3月14日隔離2B汽泵，再一次檢查汽泵前軸振動大的原因。

　　二、原因分析

　　水泵振動的原因繁多，大致有以下幾個方面：

　　(一)動靜不平衡：當水泵的泵軸彎曲、葉輪厚薄不均，或是葉輪上夾雜有異物、葉片有損傷時，都會造成轉子質量上的不平衡，當葉輪旋轉起來后就會產生周期性的激振力，從而造成水泵振動。

　　(二)底座松動或是螺栓不牢固：水泵在運行中，不可避免會有不平衡力產生，當水泵基礎混凝土底座不夠結實或是地腳固定螺栓不夠牢固時，水泵的固有頻率與某些不平衡力或激振力的頻率重合(接近)時，就會產生共振。

　　(三)動靜摩擦：水泵由于要保證傳動效率，最大限度的使用原動機的傳動力，減少壓損和軸向推力，在設計時將動靜部分的間隙設計在較小的范圍內，如葉輪與密封環的間隙、平衡套與泵殼的間隙、葉片蓋板和泵殼之間的間隙等，一般都只有0.5mm左右，當泵軸發生彎曲、平衡套產生變形、葉輪發生晃動或是葉輪內介質夾帶了雜質時，都易產生動靜部分摩擦，從而引起振動。

　　(四)中心不正：由于工作人員施工不當或是技術水平不足，當水泵軸和小汽輪機軸的圓周或是端面偏差不符合廠家技術要求時(小汽輪機廠家要求通過聯軸器和給水泵對中時，需要有一定的偏置量)，在水泵和小汽輪機運轉時會使聯軸器間隙隨軸的旋轉而忽大忽小，因而發生與質量不平衡一樣的周期性強迫振動，產生周期性的交變應力，其頻率和轉數成倍數關系，使水泵產生周期性的振動，振幅與泵軸和小汽輪機軸偏心距大小而定。

　　(五)軸瓦間隙或緊力不合適：在滑動軸瓦的設計中，均對軸瓦的間隙和上瓦蓋對軸瓦的緊力有要求，需在允許的范圍內。由于軸瓦磨損或是施工時操作不當，均可造成軸瓦間隙不合格或是緊力偏離合格范圍，(軸瓦和軸頸之間間隙不能太小，太小滑動表面無法被潤滑油分開而產生直接接觸，造成摩擦力增大和磨損;軸瓦和軸頸之間間隙不能太大，太大軸會發生晃動，軸頸撞擊軸瓦，破壞潤滑油膜。)從而致使軸頸在軸瓦內轉動時產生油膜振蕩，或是緊力不合適，無法吸收軸瓦的熱脹冷縮和因泵軸轉動產生的不平衡力。

　　(六)汽蝕：當水泵安裝高度過高，在水泵入口處的低壓區，因流體的壓力低于該溫度下的飽和壓力，使部分流體發生汽化產生氣泡，形成氣液兩相共存現象，而當流體進入水泵的高壓區時，壓力又升回來，且高于飽和壓力時.升高的壓力壓縮氣泡，使之突然破裂，由于氣泡的體積大多比相同的液體體積大，汽蝕過程中氣泡破裂時所有的能量集中在破裂點上，產生幾千牛頓的沖擊力，沖擊波的壓力高達2×103N，大大超過了大部分金屬材料的疲勞破壞極限。同時.局部溫度可達幾千攝氏度，這些過熱點引起的熱應力是產生汽蝕破壞作用的主要因素，而沖擊力易造成水泵的振動。

　　三、檢查

　　綜合以上因素，我們對2B汽泵的振動原因進行了分析和排查：

　　(一)因汽泵芯包是日本三菱進口產品，現場不具備檢修條件，且無法進行動靜平衡檢查調整工作，因此，對芯包進行了更換，并將舊芯包返廠檢查。

　　(二)全面檢查混凝土底座，并對地腳螺栓進行復緊，未發現松動情況。

　　(三)因更換了芯包，從而避免了動靜摩擦的產生的原因;更換新的機封，避免因機封內部摩擦造成動靜摩擦。

　　(四)對汽泵和小汽輪機重新進行了找中，并依據設備的現場溫度，對廠家要求的中心偏置進行了適當調整。

　　(五)對前、后軸瓦進行檢查，未發現明顯問題，將軸瓦間隙和軸瓦抬量按設備說明書要求調整至合格范圍內，適當增加軸瓦緊力至0.03mm。

　　(六)廠家說明書中設計最大工況點的進水溫度最高為181.5℃，最高進水壓力為2.095MPa，必須汽蝕余量為37mH2O，而水溫在181.5℃時，飽和壓力1.05MPa，在考慮了水溫和管道彎頭、入口濾網、流量孔板等管道沿程阻力損失和管道局部阻力損失的情況下，根據吸程公式，汽泵的吸入高度仍有120米左右，再減去前置泵的安裝高度差7.5米，仍有112.5米。因此，汽泵入口處不可能產生汽蝕現象。在檢查了以上各方面原因，未發現明顯問題后，在盤車狀態下，2B汽泵前軸振動仍有0.04mm左右，遠超其他部位的軸振。

　　經過和熱控專業進行分析討論，我們又采用測間隙電壓的方式，對測振探頭處軸頸進行了檢查，發現軸頸橢圓度超標，達0.04mm左右，為了確認該數據，我們進一步采取架百分表的方式進行檢查，確認了該處軸頸的橢圓度最大值為0.043mm。后咨詢汽泵廠家，廠家確認軸頸的加工并非是直接車削到位，有些部位還需進行滾壓處理，可能是在滾壓處理的過程中，產生了軸頸局部存在橢圓的情況。

　　由此，找到了該處軸振超標的根本原因。根據實際情況，經專業和廣東電科院討論，該處泵軸實際振動值應為測量值減去泵軸本身的橢圓度0.04mm，在保證機組穩定運行的情況下，便于監控設備安全狀況和保障設備安全運行，將該處軸振的報警值和跳泵值分別修改至0.09mm和0.11mm，即泵軸的實際振動值為0.05mm—0.07mm。

　　四、效果

　　設備回裝后，進行試運，在該處軸振測量最大值一直維持在0.07mm左右，在安全范圍內，通過此次檢修處理，查找出了設備制造過程中存在的問題，解決了困擾專業一年多的難題。并根據實際情況，修改了報警和跳泵值，保證了設備的安全穩定運行。

　　機械類期刊推薦：《水泵技術》是由沈陽水泵研究所主辦的期刊。水泵技術期刊宗旨：以交流泵技術經驗、促進我國泵事業的發展為辦刊宗旨。