摘要：随着电力事业的发展、火力发电厂中广泛地采用了大容量、高参数的锅炉和汽轮机设备，这就促进了泵也向大流量、高扬程、高效率、高转数及自动化等方向发展。泵的安全、经济运行对生产起着极为重要的作用。
关键词：离心水泵；振动原因；故障处理
离心泵在火力发电厂有着广泛的应用，也因它引起的危害就很多，其中振动超标是主要危害之一，它的危害主要有:造成机组不能正常运行;引发电机和管路的振动，造成机毁人伤;造成与水泵连接阀门、管道等零部件的损坏;造成连接轴承部件松动，基础裂纹或电机损坏;形成振动噪声。如果机组有杂音或异常振动，则往往是水泵故障的先兆，应立即停机检查，排除隐患。
一、离心泵振动的原因很复杂，从引发振动的起因看主要原因有:
1、电机结构件松动，轴承定位装置松动，铁芯硅钢片过松，轴承因磨损而导致支撑刚度下降，会引起振动。
2、驱动装置架与基础之间采用的接触固定形式不好，基础和电机系统吸收、传递、隔离振动能力差，导致基础和电机的振动都超标。水泵基础松动，或者水泵机组在安装过程中形成弹性基础；另外，基础地脚螺栓松动，导致约束刚度降低，会使电机的振动加剧。
3、叶轮是泵的最主要的部件。它将原动机输入的机械能传递给液体，使液体的能量得到提高。其失效形式主要表现在:(1)、叶轮偏心。叶轮制造过程中质量控制不好，比如，铸造质量、加工精度不合格;或者输送的液体带有腐蚀性，叶轮流道受到冲刷腐蚀，导致叶轮产生偏心。(2)、使用中叶轮口环与泵体口环之间、级间衬套与隔板衬套之间，由最初的碰摩，逐渐变成机械摩擦磨损，这些将会加剧泵的振动。
4、轴很长的泵，易发生轴刚度不足，形成振动。另外，泵轴太长，受水池中流动水冲击的影响较大，使泵水下部分的振动加大。轴端的平衡盘间隙过大，或者轴向的工作窜动量调整不当，会造成轴低频窜动，导致轴瓦振动。旋转轴的偏心，会导致轴的弯曲振动。
5、每台泵都有自己的额定工况点，实际的运行工况与设计工况是否符合，对泵的动力学稳定性有重要的影响。水泵在设计工况下运行比较稳定，但在变工况下运行时，由于叶轮中产生径向力的作用，振动有所加大;单泵选型不当，或是两种型号不匹配的泵并联。这些都会造成泵的振动。
6、轴承的刚度太低，引起振动。推力轴承和其他的滚动轴承的磨损，则会使轴的纵向窜动振动以及弯曲振动同时加剧。润滑油选型不当、变质、杂质含量超标及润滑管道不畅而导致的润滑故障，都会造成轴承工况恶化，引发振动。
7、电机轴和泵轴同心度超差;电机和传动轴的连接处使用了联轴器，联轴器同心度超差;动、静零部件之间(如叶轮和口环之间)的设计间隙由于磨损变大;轴承支架与泵体间隙超标、轴承内圈与泵轴间隙超标(俗称轴承跑外圈、跑内圈子)，这些不利因素都能造成振动。
8、汽蚀振动是泵振动的很重要的一部分。泵内反复出现液体的汽化和凝结，以致对过流部件损坏的现象称为汽蚀现象。汽蚀发生后，由于反复地机械撞击作用和化学腐蚀作用，使叶轮受到破坏。流量扬程下降，甚至不出水，使水泵产生噪音和振动。若汽蚀引起振动的频率与设备的自然频率相等时，就会引起强烈振动。
二、减轻振动要从安装和维护着手，主要有以下措施：
1、轴和轴系。安装前检查水泵轴、电机轴、传动轴有没有弯曲变形、质量偏心的情况，若有，则必须矫正或者进一步加工。同时，检查轴的端间隙值，若该值过大，则表明轴承已磨损，需更换轴承。其次，要检查轴的几个主要技术指标:直径精度和几何形状精度、相互位置精度、表面粗糙度等是否符合设计要求。
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2、叶轮。叶轮不平衡主要由于体内质量分布不均匀引起，转子回转时
，由于构件结构不对称，材质不均匀，制造不准确等原因，质心偏离回转轴线。安装水泵时，必须作叶轮的动、静平衡试验。只有叶轮动、静平衡符合要求时才可装配。
3、轴承。装配轴承时，要保持合理的轴承游隙，对于轴承部件的工作性能和寿命有重要意义。把轴承间隙调整到零时，滚动体受力较均匀，但此时刚度并不高当把轴承间隙调到产生一定过盈时，滚动体和内环滚道、外环滚道接触处产生一定的弹性变形，它们之间的接触面积增大，各滚动体的受力更均匀，刚度增加。
4、间隙和易损件。保证电机轴承间隙合适定期检查、更换叶轮口环、泵体口环、等易磨损零件。
5、减小汽蚀的影响:
汽蚀对泵的工作很不利，因此必须高度重视防止汽蚀的发生或设法削弱汽蚀对泵工作的影响。只要保证泵内低压区的压力不低于液体的温度所对应的汽化压力，就可防止泵内出现汽蚀现象。
减少气蚀的主要措施有:
(1)正确确定泵的安装高度。
(2)尽量提高泵进口的压力，使泵内低压区的压力高于汽化压力，减少吸入管道的阻力。
(3)增大叶轮进口面积，降低流速。如:增大叶轮进口直径、进口宽度或采用双吸叶轮等。以降低泵内能量损失，使泵内压力最低处的压高于汽化压力。
(4)采用抗汽蚀材料。在受到使用条件的限制、不可能完全避免发生气蚀时，泵的叶轮应采用抗气蚀性能好的材料，以延长叶轮的使用寿命。如含铬的不锈钢、铝青铜、铝铁青铜等材料抗汽蚀的性能都较好。
(5)注意不得使泵在流量过大或过小(不得小于泵额定流量的35%)的情况下运行。转速不得超过定额转速。若吸水管上装有阀门，不得用该阀门调节流量，防止汽蚀的发生。为了保证吸水管或压水管内无空气积存，吸水管的任何部分都不能高过水泵的进口。
6、合理安装管道，减少振动源。
(1)连接要牢固并有支撑，不漏水，不进气。
(2)要适当加大进水管直径，最好使进水管直径比泵进口大，用渐变管连接;缩短进水管长度，减少管路附件，提高管壁的粗糙度;减少弯头数目和加大管道转弯角度;整个进水管路不得有凸起之处。
(3)在泵进水口，不宜装弯管，以防流速不匀影响抽水效率。特别是双吸泵，双面进水不匀会产生轴向力。最好在吸水口前装一段相当于水管直径的三倍长度的直管或锥管。
(4)出水管路要固定牢，或支撑好;出水管口应尽量埋在上水面以下;出水管及附件应尽量减少。
综合以上分析，振动控制综合反映了机械加工工艺、机械安装人员的操作水平、水泵操作人员的素质、水力设计软件的功能、各部分材料性能状况、监测仪器的性能。实际工作中，排除振动要结合经验和理论分析，将振动机理分析和实际检测仪器得到的数据结合起来。很多振动可以通过提高设计和安装质量，提高操作水平，加强日常维护予以消除。伴随着新材料技术的发展和新工艺的出现，以及电子计算机技术与数值方法和流体力学基础理论的进步，加上振动噪声诊断技术的兴起和发展，水泵的设计、使用、维护水平必将蒸蒸日上，性能也一定会日趋优化，动态性能也会日趋稳定。
参考文献
《低比转速离心泵的理论及设计应用》朱祖超2008《机械工业出版社》；《离心泵》陈乃林、吴玉林2003《机械工业出版社》；《离心泵应用技术》吴德明2013
论文作者:麻艳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/17
标签：叶轮论文; 轴承论文; 水泵论文; 间隙论文; 刚度论文; 电机论文; 工况论文; 《电力设备》2019年第17期论文;