大型鍋爐泵振動起因

 

泵于2003年終隨爐革新進(jìn)行大修，崩潰后發(fā)明第二、四兩級葉輪葉柄（輪轂）與導(dǎo)葉套間隙超標(biāo)（規(guī)范間隙0．49mm／0．41mm），即改換該兩級導(dǎo)葉套，改換后的導(dǎo)葉套在機(jī)床上修整，轉(zhuǎn)子做動均衡。泵大修后投運(yùn)發(fā)明，泵吐出側(cè)軸承振動大，振幅0．03mm左右，且振動隨轉(zhuǎn)速回升而回升，在5600r／min時高達(dá)0．06mm，事先為確保發(fā)電，該泵勉強(qiáng)運(yùn)行。在一次主機(jī)因故跳閘后，該泵隨又啟動運(yùn)行，發(fā)明泵吐出側(cè)軸承在5600r／min時，振動高達(dá)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(jìn)行崩潰檢討。

　　崩潰檢討狀況

　　崩潰發(fā)明此次碰摩之處仍是二、四級葉輪葉柄與導(dǎo)葉套碰摩，其中第四級較重大，其他部位未發(fā)明顯著碰摩痕跡。根據(jù)上述兩次碰摩部位的狀況，對該兩級葉輪的中段在機(jī)床上檢討同軸度及止口配合尺寸，后果發(fā)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(fā)明問題發(fā)作的關(guān)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(fā)明2#、4#導(dǎo)葉套磨損間隙超標(biāo)后，深刻剖析不夠，所以才發(fā)作第二次。鍋爐泵運(yùn)動部分與轉(zhuǎn)子之間在拆卸與運(yùn)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子地位的正確調(diào)劑；給水泵在冷態(tài)或備用態(tài)的暖泵后果與轉(zhuǎn)子兩側(cè)密封水的水溫、流量的掌握；管道對泵的銜接附加應(yīng)力。

　　以上四個方面只要有一個不行，就會形成泵靜態(tài)件間碰摩的后果，所以必需逐個剖析。暖泵：因為暖泵不妥當(dāng)，低溫水在泵內(nèi)形成高低分層，形成泵體變形，使葉輪密封環(huán)間隙變小或等于0。只管各國對暖泵方法、泵體構(gòu)造做了很多改良，但因為泵內(nèi)流道構(gòu)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(gòu)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(nèi)水溫分層、泵體變形的困擾。

　　軸封密封水：因為該泵兩側(cè)軸封采取了不接觸的問隙密封，所以在泵備用與運(yùn)轉(zhuǎn)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(jìn)行剖析。泵在備用狀況或啟動前因為泵內(nèi)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(jìn)水，同時軸頸溫度降低），就必需在密封中部的孔注入比泵內(nèi)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(jìn)入均衡腔室及吸入到泵內(nèi)，極易使泵內(nèi)水溫進(jìn)一步分層，狀況好轉(zhuǎn)，進(jìn)一步使泵體變形。同時，即便對密封水壓進(jìn)行掌握，走漏進(jìn)入泵內(nèi)的量不大，但間隙密封的長度遠(yuǎn)大于接觸式機(jī)械密封，所以即便水壓不高，較低的水溫也足以使泵軸兩側(cè)密封段軸頸變形。

　　轉(zhuǎn)子地位的調(diào)劑方面：作為拆卸中的一個極重要的環(huán)節(jié)就是轉(zhuǎn)子地位的最終調(diào)劑與肯定。這里須強(qiáng)調(diào)指出，主軸跳動、轉(zhuǎn)子跳動、泵體、密封環(huán)、導(dǎo)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(fā)作松動的風(fēng)險）。只要上述任務(wù)及格，對轉(zhuǎn)子地位進(jìn)行正確的調(diào)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(nèi)孔因為開制了鍵槽后，它對軸外表的壓應(yīng)力在周向是不等的，輕易形成葉輪與軸線的垂直度發(fā)作變更。實際標(biāo)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(huán)部位測得徑向跳動0。04～0。07mm，也曾測得0。25～0。30ram，但進(jìn)行火焰部分加熱是能夠得到改正的。問題關(guān)鍵是在組裝時是無法檢測的，所以要對葉輪內(nèi)孔的圓柱度、軸與葉輪配合部位的外表進(jìn)行過細(xì)的檢討，不許可有凸點(diǎn)存在，只管是渺小的凸點(diǎn)也應(yīng)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(shù)據(jù)加上轉(zhuǎn)子在抬軸調(diào)劑后盤動的靈巧性作為質(zhì)量掌握規(guī)范是不夠的。應(yīng)片面綜合剖析，特殊是抬軸這項任務(wù)實屬于經(jīng)歷型，出入較大。　　

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

　　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(jù)是：從制作廠進(jìn)去的不會有問題，雖有些松動但運(yùn)用中確鑿未發(fā)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(jī)性很大，有時就發(fā)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(yuǎn)，如想應(yīng)用最后的抬軸來發(fā)明問題的能夠性較小，所以最終是葉輪與密封環(huán)同軸度偏向；再加上暖泵的影響，那么碰摩的發(fā)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(lián)動投入運(yùn)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(zhuǎn)子在啟動初期，在原有的基本上再次發(fā)作碰摩。應(yīng)當(dāng)說，碰摩點(diǎn)上的正壓力是大于前次的，同時因材質(zhì)的關(guān)系，碰摩部位的間隙在短時光內(nèi)不是增大，而是更小了。這種碰摩景象是靜態(tài)部分接觸彈開的歷程，同時它將轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)子的靜態(tài)剛度，反過去再進(jìn)一步加劇碰摩，其量的大小取決于靜態(tài)接觸時正壓力的大小。所以內(nèi)部景象體現(xiàn)為振動是加劇的。

　　只管給水泵轉(zhuǎn)子有足夠高的阻尼系數(shù)，但仍屬于高速輕載型轉(zhuǎn)子。一旦有部分碰摩發(fā)作，碰摩點(diǎn)的摩擦力作用在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)的反方向上，從而迫使轉(zhuǎn)子振擺旋轉(zhuǎn)，屬于自激振動類型。振擺的大小與接觸點(diǎn)的壓應(yīng)力成反比，振動頻率個別為工頻，它不與負(fù)荷的大小有關(guān)，僅與轉(zhuǎn)速有關(guān)。同時，轉(zhuǎn)子在高速回轉(zhuǎn)時總會發(fā)作肯定的動撓度，其大小與轉(zhuǎn)速成反比，特殊是碰摩發(fā)作的切向摩擦力會使轉(zhuǎn)子陷入渦動，摩擦使動撓度增大，此時碰摩點(diǎn)的壓應(yīng)力就再增大，由此互相循環(huán)，一直加劇轉(zhuǎn)子的渦動。就本次狀況看，碰摩發(fā)作在2#、4#級葉輪處，且4#葉輪處較重大，反應(yīng)出在吐出側(cè)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(qiáng)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(zhuǎn)速變更的景象也就不難了解。