大型鍋爐泵振動(dòng)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(jí)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(jí)導(dǎo)葉套，改換后的導(dǎo)葉套在機(jī)床上修整，轉(zhuǎn)子做動(dòng)均衡。泵大修后投運(yùn)發(fā)明，泵吐出側(cè)軸承振動(dòng)大，振幅0．03mm左右，且振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速回升而回升，在5600r／min時(shí)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(dòng)運(yùn)行，發(fā)明泵吐出側(cè)軸承在5600r／min時(shí)，振動(dòng)高達(dá)0。22mm，同時(shí)測(cè)得振動(dòng)頻率2倍、3倍等高次諧波，周期性較突出，超次諧波絕對(duì)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(jí)葉輪葉柄與導(dǎo)葉套碰摩，其中第四級(jí)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(duì)該兩級(jí)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(dòng)，有0．20mm左右。

　　起因剖析

　　兩次崩潰檢討發(fā)明問(wèn)題發(fā)作的關(guān)鍵基本是一致的，不同的是碰摩水平帶來(lái)的后果有些差別。

　　因?yàn)榈谝淮伟l(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(dòng)部分與轉(zhuǎn)子之間在拆卸與運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需維持的同軸度請(qǐng)求很高，它重要依賴以下四方面來(lái)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(qǐng)求；拆卸時(shí)對(duì)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(duì)泵的銜接附加應(yīng)力。

　　以上四個(gè)方面只要有一個(gè)不行，就會(huì)形成泵靜態(tài)件間碰摩的后果，所以必需逐個(gè)剖析。暖泵：因?yàn)榕貌煌桩?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(guó)對(duì)暖泵方法、泵體構(gòu)造做了很多改良，但因?yàn)楸脙?nèi)流道構(gòu)造較龐雜，仍無(wú)法做到完整清除暖泵帶來(lái)的影響。給水泵雖稱無(wú)需暖泵，但它的構(gòu)造情勢(shì)抉擇了即便不暖泵，也有影響，仍無(wú)法徹底清除啟動(dòng)前泵內(nèi)水溫分層、泵體變形的困擾。

　　軸封密封水：因?yàn)樵摫脙蓚?cè)軸封采取了不接觸的問(wèn)隙密封，所以在泵備用與運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)前因?yàn)楸脙?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(shí)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(gè)別為凝泵出口來(lái)的水）。這些水通過(guò)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(shí)，即便對(duì)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(zhǎng)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(gè)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(dòng)、轉(zhuǎn)子跳動(dòng)、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(gè)別掌握在H7、過(guò)盈配合為S6較適宜（葉輪配合過(guò)盈較小，它在向心力的作用下有發(fā)作松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)）。只要上述任務(wù)及格，對(duì)轉(zhuǎn)子地位進(jìn)行正確的調(diào)劑才顯得有意義。

　　同時(shí)，有一個(gè)問(wèn)題愿望引起注重，即因?yàn)槿~輪與軸是過(guò)盈配合，葉輪內(nèi)孔因?yàn)殚_(kāi)制了鍵槽后，它對(duì)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(shí)際標(biāo)明，過(guò)盈量越大，問(wèn)題越突出。因?yàn)樗挠绊懀舱既チ擞行芊忾g隙中的一部分。個(gè)別可在葉輪密封環(huán)部位測(cè)得徑向跳動(dòng)0。04～0。07mm，也曾測(cè)得0。25～0。30ram，但進(jìn)行火焰部分加熱是能夠得到改正的。問(wèn)題關(guān)鍵是在組裝時(shí)是無(wú)法檢測(cè)的，所以要對(duì)葉輪內(nèi)孔的圓柱度、軸與葉輪配合部位的外表進(jìn)行過(guò)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(gè)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(dòng)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(xiàng)任務(wù)實(shí)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(wèn)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(huì)影響盤動(dòng)轉(zhuǎn)子靈巧性的，然而一旦泵投入備用，問(wèn)題即會(huì)浮現(xiàn)。

　　在檢修實(shí)際中，有時(shí)往往對(duì)中段處的配合狀況不作測(cè)量，根據(jù)是：從制作廠進(jìn)去的不會(huì)有問(wèn)題，雖有些松動(dòng)但運(yùn)用中確鑿未發(fā)作過(guò)因?yàn)榕浜纤蓜?dòng)而形成后果，因此注重不夠。

　　實(shí)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(shí)就發(fā)作極其狀況，而不易被覺(jué)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(lái)發(fā)明問(wèn)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(shuō)明了。但從事先軸承的振幅來(lái)看，碰摩只是輕度的。第二次泵緊迫聯(lián)動(dòng)投入運(yùn)行后振動(dòng)大幅回升，起因初步剖析是：在備用狀況時(shí)，因?yàn)榕谩⒚芊馑钠鹨蛘兄卤棉D(zhuǎn)子在啟動(dòng)初期，在原有的基本上再次發(fā)作碰摩。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，碰摩點(diǎn)上的正壓力是大于前次的，同時(shí)因材質(zhì)的關(guān)系，碰摩部位的間隙在短時(shí)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(kāi)的歷程，同時(shí)它將轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)子的靜態(tài)剛度，反過(guò)去再進(jìn)一步加劇碰摩，其量的大小取決于靜態(tài)接觸時(shí)正壓力的大小。所以內(nèi)部景象體現(xiàn)為振動(dòng)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(dòng)類型。振擺的大小與接觸點(diǎn)的壓應(yīng)力成反比，振動(dòng)頻率個(gè)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(shí)，轉(zhuǎn)子在高速回轉(zhuǎn)時(shí)總會(huì)發(fā)作肯定的動(dòng)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(huì)使轉(zhuǎn)子陷入渦動(dòng)，摩擦使動(dòng)撓度增大，此時(shí)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(dòng)。就本次狀況看，碰摩發(fā)作在2#、4#級(jí)葉輪處，且4#葉輪處較重大，反應(yīng)出在吐出側(cè)振動(dòng)偏大。從崩潰狀況看，磨損弧度較大，所以修前測(cè)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(gè)支承作用的起因。由此隨轉(zhuǎn)速變更的景象也就不難了解。