給南方水泵的振動(dòng)故障診斷與處理
?一、概況
1、工程概述
??西湖增壓站是揚(yáng)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(jì)日供水能力為：60000m3/天，目前泵房安裝有四臺(tái)機(jī)組，分別是1#、2#管道泵，3#機(jī)組主要參數(shù)：電機(jī)型號(hào)：Y355M1-6，額定功率為185kw，轉(zhuǎn)速984轉(zhuǎn)/分鐘，水泵型號(hào)：16SA-9J，揚(yáng)程40m，流量1080m3/h，4#機(jī)組主要參數(shù)：電機(jī)型號(hào)：Y355L1-6，額定功率為280kw，轉(zhuǎn)速984轉(zhuǎn)/分鐘，水泵型號(hào)：500S-40，揚(yáng)程40m，流量1600m3/h。由于揚(yáng)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(yùn)行中，部分時(shí)段需要出水壓力為45m，此時(shí)流量約1000m3左右。因此總公司決定將3#機(jī)組水泵進(jìn)行改造，更換水泵型號(hào)為：350S-125J，其揚(yáng)程為50m，流量為950m3/h，配套電機(jī)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(hào)變頻機(jī)組改造后開環(huán)試運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組振動(dòng)，并隨著頻率上升，機(jī)組振動(dòng)越來(lái)越嚴(yán)重，當(dāng)頻率達(dá)到設(shè)定值45HZ時(shí)發(fā)生共振，水平振動(dòng)比較大，而且手感比較明顯。目測(cè)水泵機(jī)組都產(chǎn)生了晃動(dòng)。手感可以分辨出來(lái)的晃動(dòng)，說(shuō)明振動(dòng)的頻率是比較低的，且水平振動(dòng)遠(yuǎn)大于垂直振動(dòng)。振動(dòng)非常嚴(yán)重，不解決故障機(jī)組不能投入運(yùn)行。
??（1）故障原因
??因此總公司組織人員對(duì)3#機(jī)組振動(dòng)原因進(jìn)行了排查，引起南方水泵振動(dòng)原因很多也很復(fù)雜，但歸納起來(lái)主要有以下四個(gè)方面：①電氣方面，主要表現(xiàn)在電機(jī)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(jī)在運(yùn)行中，定轉(zhuǎn)子磁力中心不一致或各個(gè)方向上氣隙差超過允許偏差值等。②機(jī)械方面，主要表現(xiàn)在電機(jī)和南方水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件質(zhì)量不平衡、粗制濫造、安裝質(zhì)量不良、機(jī)組軸線不對(duì)稱、擺度超過允許值，零部件的機(jī)械強(qiáng)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(jī)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(jìn)口流速和壓力分布不均勻，泵進(jìn)出口工作液體的壓力脈動(dòng)、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(jī)組進(jìn)水流道設(shè)計(jì)不合理或與機(jī)組不配套、南方水泵淹沒深度不當(dāng)，以及機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)順序不合理等，都會(huì)使進(jìn)水條件惡化，產(chǎn)生漩渦，誘發(fā)汽蝕加重機(jī)組振動(dòng)。
??（2）處理方法
??由于此機(jī)組為改造機(jī)組，在試運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)都正常，且原機(jī)組未發(fā)生振動(dòng)，因此我們?cè)谂挪樵驎r(shí)暫時(shí)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(diǎn)放在機(jī)械方面，機(jī)械方面引起的振動(dòng)主要分為兩個(gè)方面：安裝質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)零件精度質(zhì)量，因此，我們?cè)谠\斷引起振動(dòng)故障原因時(shí)，主要做了以下的工作：①通過試運(yùn)行排除電機(jī)和南方水泵軸承損壞，同時(shí)檢查了水泵機(jī)組的旋向、電流、壓力、頻率等各項(xiàng)性能參數(shù)都達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。②檢測(cè)聯(lián)軸器安裝的同心度，用百分表檢測(cè)水泵電機(jī)軸與聯(lián)軸器的同心度都在0.03mm以內(nèi)，水泵電機(jī)聯(lián)軸器同心度在0.10mm以內(nèi)，并符合標(biāo)準(zhǔn)，在電機(jī)的近端軸同心度達(dá)0.18mm，超標(biāo)一點(diǎn)。③對(duì)水泵及電機(jī)的安裝高度和基礎(chǔ)的平整度進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)水泵和電機(jī)的對(duì)中沒問題，在多年的現(xiàn)場(chǎng)診斷過程中，經(jīng)常碰到這種情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，機(jī)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(jī)組零件精度
??我們對(duì)水泵的裝配質(zhì)量進(jìn)行了檢查，用塞尺對(duì)軸承座的間隙及葉輪、水封環(huán)的安裝間隙進(jìn)行檢查，用百分表檢測(cè)了聯(lián)軸器與水泵軸和電機(jī)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(cè)量葉輪外緣處達(dá)到0.10mm的圓跳動(dòng)），并符合標(biāo)準(zhǔn)，排除了裝配質(zhì)量方面引起的振動(dòng)。同時(shí)我們檢查電機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子不能停止在任意位置，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子在一個(gè)相位上有回轉(zhuǎn)現(xiàn)象，因此判斷電機(jī)轉(zhuǎn)子靜不平衡，且機(jī)組聯(lián)軸器質(zhì)量過大，并通過電機(jī)試空機(jī)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)就存在振動(dòng)，并隨著頻率上升而增大。
??1、引起此臺(tái)水泵振動(dòng)的原因
??通過以上幾個(gè)方面的技術(shù)檢測(cè)，我們分析引起此臺(tái)水泵振動(dòng)的原因，可能為以下幾種：①電機(jī)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(jī)的同軸度存在偏差。②機(jī)組聯(lián)軸器質(zhì)量過大，在高速運(yùn)行時(shí)，造成水泵軸動(dòng)撓度超標(biāo)引起振動(dòng)。③機(jī)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(jī)組的晃動(dòng)。
??2、采取的針對(duì)性措施
??為修理該機(jī)組，根據(jù)以上檢測(cè)分析情況，我們采取了針對(duì)性措施如下：首先為了防止機(jī)組產(chǎn)生共振，我們對(duì)該機(jī)組鋼制框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)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(jìn)行二次澆注，從而增加基礎(chǔ)的剛性，防止機(jī)組共振。同時(shí)請(qǐng)廠家對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子重新進(jìn)行檢測(cè)，消除電機(jī)轉(zhuǎn)子靜不平衡，并對(duì)電機(jī)做靜、動(dòng)平衡試驗(yàn)，確保電機(jī)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(dòng)，對(duì)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(jī)組時(shí)有更好的同軸度。此次檢修后，機(jī)組試運(yùn)行時(shí)未發(fā)現(xiàn)振動(dòng)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(xiàng)問題是振動(dòng)的根源。
三、結(jié)語(yǔ)
??該廠的給水泵的振動(dòng)問題雖已徹底解決，但在給水泵的振動(dòng)誘因的分析和振動(dòng)特征的檢測(cè)手段上還不夠豐富，主要還是憑檢修經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，從結(jié)果來(lái)看，由于沒有采用在線檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)據(jù)不能量化，振動(dòng)誘因不能準(zhǔn)確定位，給處理振動(dòng)帶來(lái)了一定困難?？傊?，在以后的檢修工作中，我們只有不斷結(jié)累檢修經(jīng)驗(yàn)，完善檢測(cè)手段，合理消除給水泵的振動(dòng)原因，從而確保供水安全。
