锅炉给水泵振动原因分析及处理

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Cause Analysis and Treatment of Boiler Feed Pump VibrationXIAO Jin-xi ，ZHU Hong-bo(1 Urumqi Petrochemical Company of CNPC，Xinjiang Urumqi 830000；2 Karamay Vocational&Technical Colege，Xinjiang Dushanzi 833600，China)Abstract：Boiler feed pump was an important equipment of the ethylene plant，whose normal operation had an importantrole to ensure the safe an d economic operation of the unit.Librating of an ethylene plant power plant 54-P-105C type boilerfeed pump for a long time.Through analysis of the pump body vibration reasons，the cause of vibration and appropriatemeasures were determined，which effectively reduced the vibration intensity and ensured the equipment safety and stableoperation。

Key words：boiler feed pump；vibration；cause analysis；processing锅炉给水泵是乙烯厂的重要辅机，其振动超标不仅影响泵体本身的稳定运行，还影响整个给水系统的可靠性和安全性。

为了适应现代石油化工生产技术不断发展的需要，锅炉给水泵也将向高速、高温、高压等方向发展，因此，给水泵的振动对设备正常运行的影响日趋显著。振动会使设备中各部件联接松动，基座与基础之间联接刚性减弱，从而进-步加剧振动的发展；另外，过大的振动使设备动静部分产生摩擦，轴瓦巴氏合金破裂甚至使转子产生变形、弯曲、叶片损坏等严重后果 J。因此，解决给水泵振动超标问题，对保障石油化丁生产意义重大。

1 泵体振动的原因分析某乙烯厂动力车间54-P-105C型锅炉给水泵为卧式双支撑十级离 心泵，介质 温度 150℃，转 速 N2950 r/rain，扬 程H500 m，流量 Q45 m3/h。该泵自2007年9月以来前后端轴承振幅在 0.35-0.45 rain之间，但轴承振动烈度在 6-8 mm/s，在2007年 1O月调整了后端轴承座及转子背帽松紧，但运行中振动烈度仍严重超标，初步诊断为转子动不平衡，动静部分有摩擦。

1.1 泵在运行之前未进行暖泵处理进入秋季后气温下降，且该泵长时间未运行，在运行之前未对泵体进行暖泵处理，当高温液体 (150℃)进入泵体后 ，转子迅速受热升温，在静止状态下由于主轴向上 、下受热不均 ，导致主轴产生-个向上弯曲的热变形 ，从而加大转子不平衡的离心力，减小转子与定子之间的径向间隙，当转子热挠度较大时，有可能导致动静部分径向间隙消失，转子在旋转时便有可能与定子发生摩擦，从而导致泵体本身的强烈振动。

1.2 口环 间隙过小多级泵的两个叶轮之间装有中间密封环 (口环)，其作用是防止两叶轮问产生过大的漏损≮环间隙大会使泄露大，经过泵加压的流体会过多的从泵出口区域沿叶轮与 口环的间隙返回到进 口，从而降低了泵的使用效率；如果太小则容易引起磨损 。合理设定 口环间隙不仅可以使盘车省力 ，避免泵在启停过程中转子和定子发生碰撞 ，重要的是能确保泵运行时的正常流量和压力。

影响泵口环间隙设定 的因素主要包括轴的挠度、热膨胀、隔板止口间隙、转子晃动量、间隙余量等 。泵的静挠度通常为 0.2～0.3 mm，动挠度通常为 0.05～0.08 mm，对于新隔板止口间隙，通常要求为0～0.0l mil。检修中多次拆卸隔板会使配合间隙增大，通过逐级 累加，最 大 口环间 隙-般 为 0.03～0.05 mnl。温升导致口环产生径向膨胀 ，口环材质、直径以及温升的高低等因素决定了口环的径向膨胀量，对于温差变化较大的离心泵，口环的径向膨胀量-般在 0.03 am左右。综合以上数值可以看出，其口环的间隙应该至少控制在 0.50 mm，此数值作者简介：肖金玺 (1982-)，男，助工，学士，主要从事设备维修工作。

通讯作者：朱红波 (1982-)，男，助教，硕士，主要从事机械制造与设备维修相关教学及研究lT作。

178 2013年4月还未考虑 口环间隙余量 ，而泵生产厂家给出的间隙值为0.60～0.8 mm，解体之后发现口环有磨损的情况，尤其以5级、6级磨损的最为严重，经过测量其口环间隙为0.56 mm。要将口环车削掉 0.24 mm后才能达到标准值，说明原口环间隙设定过校1.3 止推轴承的间隙过大造成平衡盘和平衡座产生刮磨在检修过程中，对泵体拆卸测量，发现止推轴承问隙达到0.60 mm，平衡盘间隙仅 0.15 mm，如进行泵体装配必然会导致转子较大距离的轴向窜动。泵运转过程中的轴向力会使转子向泵的入 口侧窜动 ，而过小的平衡盘问隙又会导致平衡盘和平衡座旋转摩擦。无论平衡盘和平衡座所构成的平衡室面积有多小，轴向力都大于平衡盘所产生的平衡力。也就是说 ，如果止推轴承的间隙大于平衡盘和平衡座间隙，就-定会造成平衡盘和平衡座的刮磨而使泵体产生强烈振动。

1.4 转子轴向窜量调节不合理合理确定多级泵的轴向窜量应根据其内部结构关系，使泵在设计的特征状态下工作。对于多级泵来说，由于压力的升高、流速的增加，尤其是当泵内介质温度较高时 ，都会使泵内产生大量气体，从 而引起水泵输 出水量 的减少 和泵体 的振动 ]。通过对泵的首级叶轮单独装配后的轴向窜量进行测量发现，叶轮实际轴窜量 b。、b 均超出厂家给定的参考值，如图 1所示。在泵运行过程中如果轴向窜量过大，在轴向力的作用下导致转子总是向进口端方向运动，会造成叶轮和导叶的中心偏差过大引起振动 。

图l 叶轮窜量和间隙示意图Fig.1 The impeller channeling gap schematic diagram2 解决方法2.1 预热泵体在每次泵运行之前要对泵体进行充分的暖泵 ，不断将泵体里的热气通过排气阀排出，消除转子的热变形。同时此台泵在设计上也有轴向膨胀滑销，在最初的维修中忽略了这个问题，后来在泵体预热之前将地脚螺栓松开，完全预热之后再将螺栓把紧，最大程度的消除了轴向热应力。

2.2 加大口环间隙影响口环间隙设定值的最大因素是轴的挠度，因此在设定 口环间隙时，中间位置的口环间隙可设定在标准最大值，由中间向两侧-次递减。由于 54-P-105C为卧式双支撑十级离心泵，也就是5级和6级叶轮相对应的部位应该是最大挠度处，为此设定口环间隙时，在满足泵运行条件情况下，根据经验将中间5、6级叶轮口环间隙设定为标准最大值0.80 mm，实际安装中按口环间隙由中间向两侧依次递减，最袖隙为n 60 r砌 进行装配。按照这-方法去设定口环的间隙值可以有效避免多级泵在检修后因口环间隙的原因而出现的盘车卡涩或流量不好的情况，降低口环发生偏磨的可能性，延长了口环的使用寿命〃议在装配后对转子整体进行动平衡测试，以消除转子的不平衡力。

2.3 调整止推间隙。保证平衡盘窜量在多级泵在运行过程中，轴向力和平衡装置的作用会使泵转子处于动态平衡，如图 2所示。轴向力使转子不停的左右窜动，-般窜动量在 0.10-0.15 mm 之间，窜动次数为 10～15次/min。从末级出来的液体带有-定压力，经过平衡盘和平衡间隙进入平衡腔，平衡盘后由平衡管与泵的入口相连，其压力近似为人口压力。平衡盘两侧压力不相等会产生向后的轴向推力，也就是平衡力。由于轴向力与平衡力的方向相反，因而可以自动平衡叶轮的轴向推力。当叶轮的轴向推力超过平衡力时，泵转子就会向人El侧移动，由于惯性的作用导致移动超出限度，引起平衡盘轴向间隙 b。过量减少，泄漏量即随之减小，平衡室的压力升高，平衡力迅速增加，当平衡力超过叶轮的轴向推力时便把转子又拉向出12侧。同样，在惯性力的作用下，平衡盘的轴向间隙 b 不断增大，引起平衡力小于轴向推力，转又向入口侧移动，不断重复上述过程。在装配过程中，只有通过调整止推间隙来控制平衡盘的轴 向窜量，也就是要使止推窜量的数值小于平衡盘窜量才可以保证平衡盘不会刮磨到平衡座。在实际维修过程中，通过测量和车削轴承压盖来调整止推间隙，将止推间隙控制在0.15-0.20 mm，以保证设备的正常运行。

平衡 座图2 平衡装置Fig.2 Balancing device平衡盘2.4 合理调节轴向窜量根据多级离心泵轴向窜量标准及厂家给定的参考数据 ，为了使叶轮调整到位，将首级叶轮的 b 的数值调整为 3.4 mm，b，的数值调整为 3.6 mm，与设计要求基本符合。在后级叶轮装配时，检查每-级的轴向窜量，对于其值与首级偏差不超过0.10 inm的，均算合格；偏差过大的，通过更换定位套或切削叶轮来改变轴向尺寸的方法调整偏差。最终装配后窜量可能还有小许变化，但基本满足设计要求。

3 结 论通过对 54-P-105C型锅炉给水泵振动原因的总结分析，确定引起泵体振动超标的主要原因，结合生产实际提出相应处理措施，有效的控制了泵体振动，保证乙烯装置的安全、稳定运行，同时为其它多级水泵的振动处理提供理论参考。