旋转设备振动案例讲解

旋转设备振动案例分析

一、水流作用引起的振动

1、异常情况简介：

7号机1号、2号循环泵并列运行时，2号循环泵电机上机架振动变化不大，1号循环泵电机上机架水平振动最高达到0.17mm；站在电机上机架的平台上有很强的晃动感，1号循环泵电机电流为185A, 2号循环泵电流为225A；两台泵的出口压力均为0.22MPa。

1号循环泵单独运行时的参数：电流225～227A，出口压力0.155MPa（2号泵单独运行出口压力也为0.155MPa），电机上机架水平振动最大0.04mm。

2、振动分析：

当1号循环泵单独运行时，电机电流，电机上机架振动，泵出口压力均处于正常状态。当与2号泵并列运行时，此时1号泵性能不如2号泵性能好，2号泵的出口水压对1号泵产生影响，即水力冲击或1号泵入口产生涡流现象，1号泵的流量大幅度降低，出现1号泵在并列运行时电机上机架水平振动大和电机电流低的现象。

分析原因为1号循环泵的泵体密封环与叶轮密封环由于磨损间隙过大，泵的轴套与导向橡胶轴承间隙由于磨损超标。

3、结论：

3个月后利用机组小修的机会对7号机1号循环泵解体检查，橡胶轴承磨损严重与轴套的总间隙达2.5毫米，叶轮密封环间隙达7毫米。导叶室内积聚有许多细砂。

二、由于处理缺陷工艺程序不正确引起的振动

1、详细经过

2012年8月30日9时20分，1号机汽泵转速5140r/min，机组负荷280MW，点检员现场点检发现汽泵振动增大，振动产生的声音也很大，用听针进行听诊，驱动端声音比非驱动端声音偏大，由于振动太大，没有听到有摩擦的声音，用点检仪测定振动主要以工频振动为主。点检员申请降低汽泵转速运行观察，晚上低负荷时停汽泵检查，当转速降低时，振动的振幅值也在下降。8月31日4时50分停泵检查，解体联轴器罩发现联轴器膜片出现多处对称裂纹，此时由于电泵偶合器润滑油滤网堵塞，润滑油压不断降低，偶合器轴瓦温度在不断上升，切换滤网操作有断油危险，为了防止发生引起停机事故，因此没有进一步检查，更换联轴器膜片后恢复运行。13时15分汽泵冲转运行，转速在4100r/min以下时运行较稳定，振动值不是很大，汽泵继续升速时，汽泵轴瓦的振动值随着转速升高振幅值增加。8月30日晚上更

换电泵偶合器的所有润滑油，清理润滑油滤网，9月1日进行第二次停运汽泵检查，检查发现联轴器中心偏差较大，非驱动端轴承室油封有摩擦的痕迹。采取了更换新油封，重新调整驱动端、非驱动端轴瓦抬量和左右方向的对中，重新对联轴器找中心。当天晚上18时冲小机运行，汽泵运行正常。

2、原因分析

2.1 汽泵联轴器中心跑偏的原因分析

1号机汽泵在最后一次检修找中心后，进行了多次机械密封更换工作，由于每次都是更换单套机械密封，在更换时必须把需要更换机械密封端的轴承架拆卸下来，当汽泵的一端轴承架拆掉，另一端不动的情况下，汽泵转子垂直支撑点为：有轴瓦一端的轴承支撑和靠近另一端某一级叶轮入口对应导叶密封环的支撑。

对于更换驱动端机械密封时，虽然拆卸轴瓦时进行了解体前轴瓦抬量的记录，但由于进行的是一端单抬，在回装过程中由于测量的误差和单抬的误差，转子中心的上下方向位置是不可能恢复到原来位置，这样就会产生联轴器中心上下方向相对原来的中心跑偏。

转子的左右对中，是把下瓦翻到轴颈上，进行左右旋转，凭借手感的紧力来确定左右对中，由于在更换机械密封前后为不同检修人员，手感紧力是不一样的，这样就会产生转子左右对中位置发生变化。并且还会出现当叶轮入口与对应导叶的密封环有磨损现象时，叶轮入口外圆和导叶密封环内圆产生不规则椭圆，撤掉轴瓦时，转子着落的左右位置要发生修前和修后左右位置发生变化，这样就会产生联轴器中心左右方向相对原来的中心更严重的跑偏。

在更换非驱动端机械密封，驱动端的膜片联轴器处于连接状态，由于存在着中心偏差，把非驱动端轴承架拆卸后，膜片联轴器具有一定的刚性作用，转子有可能还会出现憋劲现象，这样就会产生转子中心位置与检修前发生更大的变化。

2.1 非驱动端轴承室油封碰磨分析

对于本次非驱动端轴承室油封发生左右方向碰磨，是由于1号机汽泵已进行了多次更换机械密封，联轴器中心已经有较大的不同心，因此在调整非驱动端轴瓦对中时，由于联轴器对转子产生憋劲，以及叶轮入口外圆和导叶密封环内圆可能发生过碰磨，形成不规则椭圆，由于以上两种原因，在进行非驱动端左右对中虽然调整合格，但回装后非驱动端的对中不一定合格，这样就会产生油封碰磨现象。

三、立式旋转设备部件自身的激振力引起的振动

1、振动劣化经过：

2009年6月前，6号机2号循环泵电机上机架垂直振动一直在0.015mm以下，水平振动

在0.045mm以下，运行平稳，振动数值比较稳定。在6月份的设备点检和通过设备的劣化分析中发现电机上机架垂直振动在不断的增大，水平振动也在增大但不太明显，到7月份垂直振动最大可达0.08mm，水平0.06mm。

2、振动的分析：

根据实际的振动情况，在现场分别对电机上机架及下滚动轴承座的多个测点进行了测量。下表为振动测量值。

表1 振动单位：μm（mm/s）

注：测点1为电机上机架测点，测点2为电机下轴承座测点。X、Y为互相垂直的两个水平方向振动值，A为轴向振动值。表中数值（）外为振动位移，（）内为振动速度。

根据GB/T 6075.3-2001振动烈度在B区（2.3~4.5mm/s）可长期运行，在C区（4.5~7.1mm/s）不宜长期运行，在D区（7.1mm/s以上）不宜运行。从表1可以看到，测点1、2各方向振动位于B区，可长期运行。以上振动数值虽然符合标准，但根据现场的历史记录，电机上机架的垂直振动有了较大幅度的增加，并且由于垂直方向的载荷力相对水平方向大的多，振动破坏力度会更大，是属于不安全的振动。

通过频谱分析仪，对振动结果进行了频谱分析。下面为测量的振动频谱图。

图1 测点1X向速度频谱图