給南方水泵的振動故障診斷與處理
?一、概況
1、工程概述
??西湖增壓站是揚州市西北鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水工程的重要組成部分，一期工程設(shè)計日供水能力為：60000m3/天，目前泵房安裝有四臺機組，分別是1#、2#管道泵，3#機組主要參數(shù)：電機型號：Y355M1-6，額定功率為185kw，轉(zhuǎn)速984轉(zhuǎn)/分鐘，水泵型號：16SA-9J，揚程40m，流量1080m3/h，4#機組主要參數(shù)：電機型號：Y355L1-6，額定功率為280kw，轉(zhuǎn)速984轉(zhuǎn)/分鐘，水泵型號：500S-40，揚程40m，流量1600m3/h。由于揚州??區(qū)域供水不斷發(fā)展，西北鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水需求不斷增大，增壓站在運行中，部分時段需要出水壓力為45m，此時流量約1000m3左右。因此總公司決定將3#機組水泵進行改造，更換水泵型號為：350S-125J，其揚程為50m，流量為950m3/h，配套電機不變。
2、故障原因分析及處理方法
??在今年公司西湖增壓站3號變頻機組改造后開環(huán)試運行時發(fā)現(xiàn)機組振動，并隨著頻率上升，機組振動越來越嚴重，當頻率達到設(shè)定值45HZ時發(fā)生共振，水平振動比較大，而且手感比較明顯。目測水泵機組都產(chǎn)生了晃動。手感可以分辨出來的晃動，說明振動的頻率是比較低的，且水平振動遠大于垂直振動。振動非常嚴重，不解決故障機組不能投入運行。
??（1）故障原因
??因此總公司組織人員對3#機組振動原因進行了排查，引起南方水泵振動原因很多也很復(fù)雜，但歸納起來主要有以下四個方面：①電氣方面，主要表現(xiàn)在電機內(nèi)部磁力不平衡和其它電氣系統(tǒng)的失調(diào)，大型同步電機在運行中，定轉(zhuǎn)子磁力中心不一致或各個方向上氣隙差超過允許偏差值等。②機械方面，主要表現(xiàn)在電機和南方水泵轉(zhuǎn)動部件質(zhì)量不平衡、粗制濫造、安裝質(zhì)量不良、機組軸線不對稱、擺度超過允許值，零部件的機械強度和剛度較差、軸承和密封部件磨損破壞，以及南方水泵臨界轉(zhuǎn)速出現(xiàn)與機組固有頻率一直引起的共振等。③水力方面，主要表現(xiàn)在南方水泵進口流速和壓力分布不均勻，泵進出口工作液體的壓力脈動、液體繞流、偏流和脫流，非定額工況以及各種原因引起的南方水泵汽蝕等。④水工及其它方面，主要表現(xiàn)在機組進水流道設(shè)計不合理或與機組不配套、南方水泵淹沒深度不當，以及機組啟動和停機順序不合理等，都會使進水條件惡化，產(chǎn)生漩渦，誘發(fā)汽蝕加重機組振動。
??（2）處理方法
??由于此機組為改造機組，在試運行時各項技術(shù)指標參數(shù)都正常，且原機組未發(fā)生振動，因此我們在排查原因時暫時排除水力方面、電氣方面和水工及其它方面的原因，而把重點放在機械方面，機械方面引起的振動主要分為兩個方面：安裝質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)零件精度質(zhì)量，因此，我們在診斷引起振動故障原因時，主要做了以下的工作：①通過試運行排除電機和南方水泵軸承損壞，同時檢查了水泵機組的旋向、電流、壓力、頻率等各項性能參數(shù)都達到設(shè)計指標。②檢測聯(lián)軸器安裝的同心度，用百分表檢測水泵電機軸與聯(lián)軸器的同心度都在0.03mm以內(nèi)，水泵電機聯(lián)軸器同心度在0.10mm以內(nèi)，并符合標準，在電機的近端軸同心度達0.18mm，超標一點。③對水泵及電機的安裝高度和基礎(chǔ)的平整度進行了檢查，發(fā)現(xiàn)水泵和電機的對中沒問題，在多年的現(xiàn)場診斷過程中，經(jīng)常碰到這種情況，根據(jù)經(jīng)驗，機組存在共振或亞異步共振現(xiàn)象，判斷基礎(chǔ)剛性不足造成的。
二、檢查機組零件精度
??我們對水泵的裝配質(zhì)量進行了檢查，用塞尺對軸承座的間隙及葉輪、水封環(huán)的安裝間隙進行檢查，用百分表檢測了聯(lián)軸器與水泵軸和電機軸的同心度在0.03mm以內(nèi)，檢查了水泵軸的彎曲度（用百分表測量葉輪外緣處達到0.10mm的圓跳動），并符合標準，排除了裝配質(zhì)量方面引起的振動。同時我們檢查電機時發(fā)現(xiàn)電機轉(zhuǎn)子不能停止在任意位置，手動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子在一個相位上有回轉(zhuǎn)現(xiàn)象，因此判斷電機轉(zhuǎn)子靜不平衡，且機組聯(lián)軸器質(zhì)量過大，并通過電機試空機，發(fā)現(xiàn)電機在低頻運行時就存在振動，并隨著頻率上升而增大。
??1、引起此臺水泵振動的原因
??通過以上幾個方面的技術(shù)檢測，我們分析引起此臺水泵振動的原因，可能為以下幾種：①電機轉(zhuǎn)子靜不平衡，轉(zhuǎn)子應(yīng)該可以停止在任意位置。且電機的同軸度存在偏差。②機組聯(lián)軸器質(zhì)量過大，在高速運行時，造成水泵軸動撓度超標引起振動。③機組基礎(chǔ)的剛性不夠，該水泵基礎(chǔ)雖為鋼制框架結(jié)構(gòu)，但由于更換大水泵后，基礎(chǔ)所用鋼板厚度不夠，引起機組的晃動。
??2、采取的針對性措施
??為修理該機組，根據(jù)以上檢測分析情況，我們采取了針對性措施如下：首先為了防止機組產(chǎn)生共振，我們對該機組鋼制框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進行了加固，在框架內(nèi)空處用16MM的鋼板十字交差焊接，并用混凝土進行二次澆注，從而增加基礎(chǔ)的剛性，防止機組共振。同時請廠家對電機轉(zhuǎn)子重新進行檢測，消除電機轉(zhuǎn)子靜不平衡，并對電機做靜、動平衡試驗，確保電機質(zhì)量。并更換質(zhì)量過大聯(lián)軸器，防止撓性軸產(chǎn)生振動，對聯(lián)軸器的制造精度提出了更高要求，從而確保安裝水泵機組時有更好的同軸度。此次檢修后，機組試運行時未發(fā)現(xiàn)振動或共振現(xiàn)象，取得了較好的效果，從而可以確定以上發(fā)現(xiàn)的各項問題是振動的根源。
三、結(jié)語
??該廠的給水泵的振動問題雖已徹底解決，但在給水泵的振動誘因的分析和振動特征的檢測手段上還不夠豐富，主要還是憑檢修經(jīng)驗來判斷，從結(jié)果來看，由于沒有采用在線檢測儀進行檢測，數(shù)據(jù)不能量化，振動誘因不能準確定位，給處理振動帶來了一定困難?？傊谝院蟮臋z修工作中，我們只有不斷結(jié)累檢修經(jīng)驗，完善檢測手段，合理消除給水泵的振動原因，從而確保供水安全。
