摘要：水泵作为电场中比较重要的设备，是电厂发电机正常运作的基础，一旦水泵出现故障，势必会造成电厂汽轮机的运行故障，导致电厂无法正常运作，降低经济效益，而造成水泵故障的主要因素之一就是水泵振动。但是在水泵实际工作过程中，造成水泵振动的原因有很多种，如果维修人员没有再较短的时间内找出导致水泵振动的影响因素，就会使水泵一直处在振动状态，很大程度上的降低了水泵的工作效率，进而影响电厂的产量。基于此，本文首先简单的分析一下造成水泵振动的原因，随后在给出一些水泵振动的处理方法。以此仅供相关人士进行交流与参考。
关键词：水泵振动；原因分析；处理方法
引言：
电场中的水泵机组轴承振动的大小是整个发电机机组能否正常工作的前提要求，只有保证发电机机组能够长时间的稳定运行才能够不断提高电厂的产电量，从而不断提高电厂的经济效益。本文从水泵组的制造方面、安装过程以及运行过程进行分析，找出造成水泵振动的主要原因，为维修人员尽快找到振动源头奠定基础，并根据这些造成水泵振动的原因给出相应的处理方法，从而不断提高水泵的工作效率。
一、水泵振动的产生原因
造成水泵振动的原因主要分为三种，分别是：设计和制造质量不合格，安装施工质量不合格以及运行过程产生振动等。
（一）设计和制造质量不合格
水泵设计不合格的主要原因是水泵淹没深度不合理，电机选型与水泵不配套以及不合理的水泵进水流道设计。对于一定功率的水泵，与之相配套的电机选型也应当满足厂家的技术说明书，如果在设计的过程中，将淹没深度以及水泵进水流道都没有按照标准说明书上的要求设计，势必会造成水泵的不正常工作。再制造过程中，造成水泵振动的主要原因是内磁力、质量不平衡等电气系统不平衡；零件机械强度和刚度不足；转子过度弯曲以及泵旋转部件质量不平衡。如果再制造过程中出现上述这些情况中的任意一项，都会导致水泵的振动[1]。
（二）安装质量不合格
如果水泵组的安装质量不合格，也会造成水泵异常噪声和振动，安装不合格的原因主要有：
1）水泵未安装于中心位置，导致中心不正确；
2）水泵内部间隙调整不符合要求，造成静、动摩擦；
3）展位水平不高；
4）泵、电机地脚螺栓未按要求拧紧；
5）管路清洗不合格，导致异物进入泵体或泵体关闭，异物落入泵内。
这些问题都是安装过程中最需要注意的事项，一旦出现上述问题，势必会造成水泵组的安装质量不合格，从而造成水泵不断振动，以及发出较大的声响。
（三）水泵运行过程中的振动问题
第一，当水通过叶轮叶片的外端给水泵的操作期间，将会有一个相对较大的液压冲击，产生的力液压冲击具有重要关系的大小在给水泵叶轮和叶片的旋转速度。当液压脉冲传递到管道系统时，会产生噪声，同时也会产生一定的振动。如果液压脉冲的功率和频率接近管道或管道本身的频率，就会产生强烈的共振，对设备造成一定的危害。第二，在给水泵的运行过程中，每个装置都有一个最小的流量限制[2]。如果数值低于最小值，摩擦就会产生热量，水就会蒸发。叶轮进、出口存在回流现象，形成局部涡流，从而造成水泵振动。
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二、消除水泵振动的处理方法
（一）在水力设计环节消除振动
对于水利设计方面而言，合理设计叶轮和泵的流道，可以减少叶轮内的汽蚀；合理选择叶片数、叶片出口角、叶片宽度、叶片出口拥挤系数等参数，消除水头曲线的驼峰；同时考虑叶轮出口与蜗壳隔舌之间的距离为最小脉动压力，并计算出叶片出口边缘的斜角（大致为20左右），从而减少影响；确保叶轮与蜗壳之间的间隙，提高泵的效率。同时对泵出口通道等相关通道进行了优化，以减小因水力损失引起的振动。因此要合理的设计各种泵的吸入室和压缩段的机械结构，可以保证流场的稳定性，提高泵的效率，降低能量损失，提高水泵的动态性能稳定性。
另外，汽浊振动作为泵振动的主要振动之一，当泵的总体压力低于相应水温的总压力时，会发生汽蚀并伴有严重的振动。减少汽蚀的措施包括：确定泵的安装高度，使装置的有效汽蚀余量大于泵的最小装置汽蚀余量；适当增大进气管直径，缩短进气管长度，减少管路附件，使通过流量的截面变化率最小，提高管壁粗糙度；减少弯头数量，增加管道转角；降低泵的工作速度；易产生汽蚀的部位，应使用不锈钢或环氧树脂等抗汽蚀材料；进气通道设计合理、顺畅，使进气叶轮的流速和压力分布均匀，避免走样；低压区；提高制造加工质量，避免局部流速过大，叶型不准确造成压降过大；提高泵装置的抗汽蚀性能。它包括设置在进口泵的液压放大器，放大器的结构，提高泵的吸入压头，从而提高泵的汽蚀余量设备，增加几何回填高度，减少进气管道的水头损失，并采用双吸泵。为了保证吸入管或压力管中没有空气积聚，吸入管的任何部分都不能高于泵的入口[3]。为了减少进水的压力波动，吸水管的直径应该是数量级大于泵人口的直径，以便水流泵人口萎缩在某种程度上，使速度分布更加均匀。同时，泵体前应有一根直管，且直管长度不应小于管道直径的10倍。
（二）在机械结构设计方面消除振动
对于机械结构设计方面而言，需要考虑滑动轴承的选择，应力释放系统的选择以及轴的设计三部分。对于滑动轴承的选择来讲，需要使用无润滑滑动轴承；在液体碳氢化合物等化工泵中，滑动轴承应选用具有良好自润滑性能的材料，如聚四氟乙烯；在深井热水泵中，导向衬套应填充聚四氟乙烯、石墨和铜粉，并合理设计其结构，以保证滑动轴承的稳定性；叶轮密封环和泵体密封环应采用摩擦系数小的摩擦副，如M201K石墨材料-钢材；同时限制最大速度来提高轴承承载能力和轴承刚度。而对于应力释放系统而言，最主要是同输送热水的泵来说的，设计过程中，要释放连接件之间的结构应力，这些应力大都是因为泵体变形产生的。比如说为了避免泵体和刚度较大物质基础，就要在泵体地脚螺栓套上螺栓套。对于最后轴的设计来讲，设计时需要增加轴承支承数量，减小支承间距，在适当范围内减小轴长，增大轴径，从而增大轴的刚度；当泵轴转速逐渐增大，接近或等于泵转子固有振动频率的整数倍时，泵会发生剧烈振动，因此在设计时，应避免从电机转子角频率中选取传动轴固有频率，防止质量偏心和形位公差过大[4]。
（三）消除因为安装不当造成的振动
在进行水泵组的安装之前，首先要检查泵轴、电机轴和传动轴是否有弯曲变形和质量偏心。如果出现上述情况，就必须逐步纠正或处理。同时还要检查传动轴与导向轴承接触时，是否因弯曲而与衬套或衬套摩擦而产生自身应力。如果监测显示轴实际上已经弯曲，则对泵轴进行校正。另外，检查轴端间隙值。如果值太大，说明轴承已经磨损，需要更换。另外，还需要对叶轮的动静平衡做检查，同时还要保证联轴器能与轴承紧密配合。
三、结束语
综上所述，导致水泵振动的原因多种多样，而且水泵振动会对电站的产量造成很大程度的影响。本文首先对造成水泵振动的原因进行了层层分析，随后给出了一些消除水泵振动的处理方法。按照这些处理方法便能够很大程度上的减少水泵的振动，进而提高电厂发电机的工作效率。
参考文献：
[1]孙国海，蒋关升，张广辉，etal.浅析检泵原因及常见问题处理[J].中国石油石化，2017（06）：128-129.
[2]京亚兵.浅析离心泵机械密封的失效原因及解决措施[J].中国设备工程，2017（16）：52-54.
[3]何小锋，卢修连，刘晓锋，etal.大型立式泵振动问题分析及治理[J].山东电力技术，2018，45（3）：69-72.
[4]邓成刚，汪成，何镇威.电厂闭式循环冷却水泵振动原因分析及解决措施[J].电力勘测设计，2017（2）：19-24.
论文作者:樊利杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/5
标签：水泵论文; 叶轮论文; 轴承论文; 不合格论文; 原因论文; 电厂论文; 叶片论文; 《电力设备》2019年第3期论文;