1.故障特点
1#锅炉给水泵自开车以来,振幅一直超标,开不下去。2006年3月份给水泵试车,对其进行了振动测试,所测各点的振动速度数值为机器的振动有效值(RMS),见表1。
根据IS010816-3振动标准,最大振动允许值为7.1 mm/s,泵整体振动过大,尤其内侧振动严重超标,电机各点的振动幅值过大,在测试中发现电机基础共振,四个地脚周围的振幅为5mm/s左右。
给水泵外侧、内侧频谱如图2、3所示,分析频谱图,可以看出二倍转速频率占主导。
根据振动特点判断后得出以下结论:
(1)电机振动过大的原因是电机基础不实。
(2)从泵外侧、内侧速度谱中可以看出二倍转速频率占主导,说明轴瓦不对中。
停机检修时对电机的基础进行加固,由于机动部门怀疑泵出厂时安装精度不够,因此对该泵进行了返厂检修。
返厂检修完后2006年6月15日重新开车,电机两侧轴瓦和四个地脚周围各点的振幅水平正常,泵振动幅值还比较大,与上一次所测数值相差不大,尤其泵内侧振幅严重超标。
2.故障分析
(1)由于泵在返厂处理时,对转子做了动平衡,轴瓦间隙都进行了处理,不存在转子不平衡、轴瓦间隙问题。另外,从振动数值来分析,只有泵内侧的轴瓦振动严重超标,泵外侧振动水平一般,不是泵两侧振动都大,通过上述两点判断泵转子不存在平衡问题。
(2)经过测试机组的基础不振,检修时对电机基础进行了加固处理。
(3)从振动数值可以看出,轴向振动不大,说明不存在对中问题。
(4)排除上述故障后,怀疑与入口管线预负荷有关。因为入口管线法兰左右偏差3mm,由于泵体重量很大,刚度特别大,预负荷的作用不可能产生这么大的力,所以不可能产生这么大的振动。
(5)根据动刚度理论分析,其简单表示为:
R=F/K
式中 R——振动
F——作用力
K——刚度
如果R变大,K不变,则F变大,或K变小,F不变。振动加大的方向来自于泵内侧垂直方向,振动超标,说明自于垂直方向的K、F有变化。
最后判定,给水泵内侧轴瓦预紧力不足,引起轴瓦支撑刚度变小,轴承座松动,导致泵的振动过大。
3.故障处理
轴瓦紧力按制造厂规定一般要求如下:球形轴瓦为±0.03mm(即有紧力或有间隙),对轴承盖在运行中受热温升较高者,紧力值应适当加大。对泵内侧轴瓦瓦背预紧力进行调整,原来瓦背紧力为0.00mm,现在将轴瓦紧力调整到-0.03mm。
2006年6月20日给水泵重新试车,所测各点振动有效值见表1。
从各点振动幅值可以看到,振动水平都已正常,内侧垂直振动幅值已由原来17mm/s降到3.38mm/s。
三、总结
1.通过频谱分析可以判别出一些机器故障,但同一种频谱可以对应多种故障或一台机组同时有几个故障,这就要求在诊断分析过程中对各种条件逐一筛选、排除,确定引起振动的最主要原因。
2.在实际工作当中应用动刚度理论,可帮助进行判断找到振动过大的原因,分清是力的变化还是支撑的刚度变化,从而确定故障部位,做到有针对性的检修。