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摘 要：电动给水泵的振动现象是运行中常见的故障，严重时将危及电动给水泵的安全运行，其中“轴瓦的振动”对给水泵的潜在危害最大，其原因也最复杂，本文将具体分析振动原因并提出处理方法。
关键词：给水泵；振动；处理方法
作者简介：王强，男，助理工程师，毕业于西安电力高等专科学校电厂热能动力装置专业，从事发电厂汽机专业设备检修、维护工作。
给水泵是汽轮机设备中的重要辅助设备。给水泵在运行过程中，常在各种因素的影响下而产生振动，这严重影响了给水泵的安全稳定运行，从而威胁到了整个机组的安全、稳定运行。所以，只有将给水泵振动的原因研究透彻，才能对症下药，准确而迅速地将振动消除。
一、电动给水泵的有关技术参数
相关技术参数为： 电动给水泵型号HPT300-330-5S，制造商为上海电力修造厂（芯包进口英国SULZER公司 ），额定工况下出水压力21.9MPa（g），扬程2240m，出水流量1031.833 t/h。配套电动泵前置泵型号HZB253-640，制造商为上海电力修造厂；液力耦合器本体型号GCH105A-55D，进口日本EBRAR公司；电机为卧式鼠笼型异步电动机，型号为YKS1000-4，额定功率10000kW，额定电压10kV，额定转速1490r/min。
二、电动给水泵振高原因分析
（一）水力振动
水力振动主要是由泵内或管路系统中水的流动不正常引起的。产生水力振动的原因主要有：
1、水力冲击引起的振动，水流由叶轮叶片的外端经过导叶或泵壳舌部附近时，就会产生水力冲击，且冲击的程度随水泵转数和尺寸的加大而增高。当这一水力脉冲传至管路系统及基础上时，就会产生噪音和振动；如果这个水力脉冲的频率和泵轴、管路系统或基础的固有频率接近，将会产生严重的共振。共振对设备的损害程度要远大于一般的振动。
2、压力脉动引起的振动
高压给水泵有规定的最小流量，若低于此流量运行，则会导致叶轮中的水流动恶化，甚至在叶轮的进、出口处产生内部回流，形成局部的涡流区和负压，并沿圆周方向旋转。由此引起的压力脉动使泵的压力高低不定、流量时大时小，使泵及压力管路产生剧烈振动和类似喘气的声响。这种现象叫“喘振”，也叫“旋转失速”。
3、因汽蚀而引起的振动
给水泵在汽蚀发生时会产生泵的剧烈振动和噪音。汽蚀主要在大流量时发生。
（二）机械振动
1、回转部件不平衡引起的振动
回转部件不平衡是泵轴产生振动的最可能的原因，其特征是振动的振幅不随负荷大小及吸入口的压力变化而变化，而是与泵的转数有关，泵的振动频率与转速高低相一致。造成回转部件不平衡的原因有：①由于新换的叶轮等套装件质量不平衡，泵轴弯曲、暖泵不当、转子中心调整不当、轴瓦磨损较大、烧瓦而等原因造成动静摩擦，这种摩擦是不均匀的，叶轮经摩擦后必然会破坏掉原有的平衡状态；②叶轮的局部腐蚀或汽蚀使原有的平衡被破坏。防止的方法有根据腐蚀汽蚀的具体原因来防止腐蚀及汽蚀的发生；③杂物堵塞而引起的振动。
2、中心不正和联轴器螺栓松动或断裂引起的振动
中心不正是指电机、耦合器轴和给水泵轴的轴心线不在同一条直线上。这种中心不正可以反映在联轴器的圆周偏差和端面平行度上。如果联轴器圆周偏差和端面平行度超过规定值，就会引起给水泵和原动机的强制性振动。此外，联轴器螺栓松动或断裂也会引起给水泵的突然强烈振动。
3、由滑动轴承的不合格引起的振动
①轴瓦球面与瓦座的球面两侧的配合出现间隙、或上瓦与上瓦盖间没有紧力，必然会引起水泵的振动。因为这个间隙会使运转中惯性很大的泵上下急剧摆动。这个振动是双重的，一是转子在惯性下对轴承座产生的撞击，一是这种摆动破坏了对轮的中心产生振动。②轴瓦与轴颈的两侧间隙和顶部间隙过大。这个间隙产生的振动也是双重的，一方面它极易破坏原有的中心状态，另一方面在此间隙下引起的转子振动，如果超过了动静间最大间隙，则会造成动静摩擦，引起摩擦振动和不平衡振动。
4、因动静部件摩擦引起的振动
形成动静摩擦的原因可归结为：①泵体或转子膨胀不均匀；②转子中心调整不良，偏向一侧；③轴瓦乌金与轴的间隙过大；④转子部件脱落及松动；⑤轴瓦损坏或烧瓦造成转子下沉。
动静摩擦虽是回转部件不平衡振动的原因之一，但动静摩擦振动与回转部件不平衡振动却不是一回事，动、静部件由于各种原因相互接触，则接触点的摩擦力作用于回转的反方向上，迫使转子剧烈地振摆。这是一种自激振動，与转数无直接关系，其频率等于转子的临界转数。
5、因油膜振荡引起的振动
这是滑动轴承上因油膜的作用而发生的一种自激振荡，其频率等于转子的一半转速或转子的临界转速。消除油膜振荡的方法是使泵轴临界转速不在其工作转数的一半以下。另外，还可选择适当的轴承长径比，合理地布置油楔和改变油膜的粘度等。
6、因平衡盘不良引起的振动
由于平衡盘的设计稳定性差，在运行的工况改变时就会产生左右的晃度，造成给水泵轴有规则的振动和动静盘的磨损。为增加平衡盘工作的稳定性可调整平衡盘第一间隙及第二间隙的数值，在静盘上增开方形螺纹槽以稳定平衡盘前水室的压力，调整平衡盘内外直径尺寸。
7、因基础不良及地脚螺栓松动引起的振动
①基础松动或下沉造成中心改变而引起振动。若基础的固有频率不大且恰好与给水泵的转数一致，则会产生共振。处理方法是重新打基础。②地脚螺栓松动会使泵发生位移，从而破坏中心引起振动。所以，经常检查地脚螺栓是否有松动迹象十分必要。另外，给水泵座本身的刚性如果不好，抗震性则差，易使不大的振动加大。
三、电动给水泵的保护及处理方法 给水泵作为重要的辅助设备，相应的保护比较齐全。
（一）电动给水泵的保护
1、给水泵电机配备的电气保护主要有：过负荷、低电压、负序过流、零序、电流速断、差动保护、差动速断等，和普通的厂用电机相比，给水泵多出差动保护和差动速断。因为给水泵电机容量大，启动电流很大，普通的电流速断保护要躲开启动电流，保护的灵敏性不能满足保护的要求，所以必须装设差动保护。任何保护都有误动的可能，给水泵的差动保护在启泵和厂用电进行串联切换的时候，由于CT的饱和原因，可能出现差动保护误动，通过二次谐波闭锁和CT饱和闭锁延时，躲过瞬间的CT饱和时间，确保差动保护不会误动作。 正是由于差动保护的CT饱和闭锁延时，当给水泵内部真的故障时，保护不能第一时间动作，这时，通过只判断差电流大小的差动速断瞬时动作于出口继电器。 从根本上讲，两个保护原理相同，只是动作条件不同而已，在实际运行中起着互补的作用。
2、 非电量保护主要有： 前置泵及电机和液力耦合器的轴承轴瓦温度保护、电机绕组温度保护、机械密封水温度保护、工作油和润滑油进出油温度保护、润滑油压力保护、滤网压差保护、除氧器水位保护、最小流量联锁保护、前置泵入口门联锁保护等。 给水泵由于自身的特殊工作要求，机务方面很多参数条件直接影响给水泵的正常运行，以上任何一个非电量保护的参数不符合要求都可能导致给水泵的跳闸，无论是自动或手动操作，都要密切监视这些参数的变化，保证给水泵的正常运行。
（二）电动给水泵振动处理方法
在加强电动给水泵的保护的同时，也要注意出现问题时的处理方法。如果是水力振动应做如下处理：
1、假如是水力冲击引起的振动，就要适当地增大叶轮外径与导叶或泵壳舌部的距离，在给水泵总装时，将各级叶轮叶片的出口边按一定的节距错开，同时导叶的组装位置应使叶片方位不要相互重叠，减轻水力脉冲的程度，变更泵流道的型线以缓和冲击，在水泵设计上想办法降低叶片脉冲的强度。
2、如果是压力脉动引起的振动，防止给水泵发生压力脉动主要方法有：①
改善给水泵的设计，如适当减小叶片出口角；②布置管路时不要有起伏并保持一定的斜度，以免压出管内积存空气；③装设再循环管来改善泵在低负荷工况时的运行，使泵内的流量始终不低于给水泵的qv-H曲线中向上倾斜部分的流量；④加装液力偶合器，这样可在机组负荷减小时，根据流量设定泵的转数。
3、如果是因汽蚀而引起的振动，主要采取的处理方法有：①除氧器水箱的容量应满足给水泵急剧增减负荷时的需求；②水泵的吸入管路应尽可能缩短，以减少吸入管的阻力损失；③运行中的负荷变化应尽量平缓，一旦发生汽蚀，应适当地减小流量或降低转速。
如果是机械振动应做如下处理： 1、对于回转部件不平衡引起的振动处理方法有：①对给水泵转子应分别做叶轮的静平衡试验和全套转子的动平衡试验，合格后才能使用；②冷态下的给水泵在启动前应充分地暖泵；③泵检修后组装时对转子中心应精心调整；④严密监视润滑油及轴瓦状态，尽量避免因轴瓦损坏而造成转子下沉引起动静摩擦；⑤防止腐蚀及汽蚀的发生；⑥确保入口滤网的完整无缺陷及检修时不要将异物等遗留在泵内。
2、对于中心不正引起的振动处理方法有：①更换合格的联轴器或用百分表来找中心；②对最终结果应进行两次复查；③采用科学合理的暖泵方式及找中心时把泵体的热膨胀考虑进去；④对应力大的泵的进、出口管路重新对口施焊，消除过大的应力；如果是轴承磨损使中心变化，则需要控制润滑油的质量或对尚可继续使用的轴承重新找中心，对不可再用的轴承予以更换，并重新找中心。如果是联轴器的螺栓配合状态不良或齿形联轴器的齿轮啮合状态不佳引起的振动，则要更换合格的螺栓或齿轮。
3、对于滑动轴承的不合格引起的振动，处理方法有：①更换配合良好的轴承与轴承座，并使上瓦的紧力合格；②更换轴瓦或重新挂瓦，刮瓦时控制各部间隙。
4、因动静部件摩擦引起的振动处理方法有：①采用科学合理的暖泵方式；②精确地调整动静间隙（也就是转子中心）；③精心检修滑动轴承，使各部位间隙合乎标准；④紧固转子部件的背帽应拧紧并经常检查是否松动，必要时采取合理的防松措施；⑤经常监视、检查轴瓦及润滑油。
5、因油膜振荡引起的振动，處理方法是使泵轴临界转速不在其工作转数的一半以下。另外，还可选择适当的轴承长径比，合理地布置油楔和改变油膜的粘度等。
6、因平衡盘不良引起的振动，处理方法是增加平衡盘工作的稳定性，可调整平衡盘第一间隙及第二间隙的数值，在静盘上增开方形螺纹槽以稳定平衡盘前水室的压力，调整平衡盘内外直径尺寸。
7、因基础不良及地脚螺栓松动引起的振动，处理方法是重新打基础并经常检查地脚螺栓是否有松动迹象。
综上所述，给水泵的振动原因十分复杂，有的是设计制造上的原因，有的是安装、检修技术上的原因。保证机组安全稳定的运行是我们的终极目标，我们应对安装、检修技术上的原因做到全面细致的了解，才能对其各种振动对症下药，迅速地消除振动，才能使给水泵安全稳定长周期地运行。
参考文献：
【1】葛 鹏.辛继群.给水泵的异常振动分析及处理.电站辅机.2009.12.第30卷第4期.
【2】杨旭升.陈松群.电动给水泵起动过程中振动问题的分析与处理.广东电力.2005年2月.第18卷第2期.
关键词：给水泵；振动；处理方法
作者简介：王强，男，助理工程师，毕业于西安电力高等专科学校电厂热能动力装置专业，从事发电厂汽机专业设备检修、维护工作。
给水泵是汽轮机设备中的重要辅助设备。给水泵在运行过程中，常在各种因素的影响下而产生振动，这严重影响了给水泵的安全稳定运行，从而威胁到了整个机组的安全、稳定运行。所以，只有将给水泵振动的原因研究透彻，才能对症下药，准确而迅速地将振动消除。
一、电动给水泵的有关技术参数
相关技术参数为： 电动给水泵型号HPT300-330-5S，制造商为上海电力修造厂（芯包进口英国SULZER公司 ），额定工况下出水压力21.9MPa（g），扬程2240m，出水流量1031.833 t/h。配套电动泵前置泵型号HZB253-640，制造商为上海电力修造厂；液力耦合器本体型号GCH105A-55D，进口日本EBRAR公司；电机为卧式鼠笼型异步电动机，型号为YKS1000-4，额定功率10000kW，额定电压10kV，额定转速1490r/min。
二、电动给水泵振高原因分析
（一）水力振动
水力振动主要是由泵内或管路系统中水的流动不正常引起的。产生水力振动的原因主要有：
1、水力冲击引起的振动，水流由叶轮叶片的外端经过导叶或泵壳舌部附近时，就会产生水力冲击，且冲击的程度随水泵转数和尺寸的加大而增高。当这一水力脉冲传至管路系统及基础上时，就会产生噪音和振动；如果这个水力脉冲的频率和泵轴、管路系统或基础的固有频率接近，将会产生严重的共振。共振对设备的损害程度要远大于一般的振动。
2、压力脉动引起的振动
高压给水泵有规定的最小流量，若低于此流量运行，则会导致叶轮中的水流动恶化，甚至在叶轮的进、出口处产生内部回流，形成局部的涡流区和负压，并沿圆周方向旋转。由此引起的压力脉动使泵的压力高低不定、流量时大时小，使泵及压力管路产生剧烈振动和类似喘气的声响。这种现象叫“喘振”，也叫“旋转失速”。
3、因汽蚀而引起的振动
给水泵在汽蚀发生时会产生泵的剧烈振动和噪音。汽蚀主要在大流量时发生。
（二）机械振动
1、回转部件不平衡引起的振动
回转部件不平衡是泵轴产生振动的最可能的原因，其特征是振动的振幅不随负荷大小及吸入口的压力变化而变化，而是与泵的转数有关，泵的振动频率与转速高低相一致。造成回转部件不平衡的原因有：①由于新换的叶轮等套装件质量不平衡，泵轴弯曲、暖泵不当、转子中心调整不当、轴瓦磨损较大、烧瓦而等原因造成动静摩擦，这种摩擦是不均匀的，叶轮经摩擦后必然会破坏掉原有的平衡状态；②叶轮的局部腐蚀或汽蚀使原有的平衡被破坏。防止的方法有根据腐蚀汽蚀的具体原因来防止腐蚀及汽蚀的发生；③杂物堵塞而引起的振动。
2、中心不正和联轴器螺栓松动或断裂引起的振动
中心不正是指电机、耦合器轴和给水泵轴的轴心线不在同一条直线上。这种中心不正可以反映在联轴器的圆周偏差和端面平行度上。如果联轴器圆周偏差和端面平行度超过规定值，就会引起给水泵和原动机的强制性振动。此外，联轴器螺栓松动或断裂也会引起给水泵的突然强烈振动。
3、由滑动轴承的不合格引起的振动
①轴瓦球面与瓦座的球面两侧的配合出现间隙、或上瓦与上瓦盖间没有紧力，必然会引起水泵的振动。因为这个间隙会使运转中惯性很大的泵上下急剧摆动。这个振动是双重的，一是转子在惯性下对轴承座产生的撞击，一是这种摆动破坏了对轮的中心产生振动。②轴瓦与轴颈的两侧间隙和顶部间隙过大。这个间隙产生的振动也是双重的，一方面它极易破坏原有的中心状态，另一方面在此间隙下引起的转子振动，如果超过了动静间最大间隙，则会造成动静摩擦，引起摩擦振动和不平衡振动。
4、因动静部件摩擦引起的振动
形成动静摩擦的原因可归结为：①泵体或转子膨胀不均匀；②转子中心调整不良，偏向一侧；③轴瓦乌金与轴的间隙过大；④转子部件脱落及松动；⑤轴瓦损坏或烧瓦造成转子下沉。
动静摩擦虽是回转部件不平衡振动的原因之一，但动静摩擦振动与回转部件不平衡振动却不是一回事，动、静部件由于各种原因相互接触，则接触点的摩擦力作用于回转的反方向上，迫使转子剧烈地振摆。这是一种自激振動，与转数无直接关系，其频率等于转子的临界转数。
5、因油膜振荡引起的振动
这是滑动轴承上因油膜的作用而发生的一种自激振荡，其频率等于转子的一半转速或转子的临界转速。消除油膜振荡的方法是使泵轴临界转速不在其工作转数的一半以下。另外，还可选择适当的轴承长径比，合理地布置油楔和改变油膜的粘度等。
6、因平衡盘不良引起的振动
由于平衡盘的设计稳定性差，在运行的工况改变时就会产生左右的晃度，造成给水泵轴有规则的振动和动静盘的磨损。为增加平衡盘工作的稳定性可调整平衡盘第一间隙及第二间隙的数值，在静盘上增开方形螺纹槽以稳定平衡盘前水室的压力，调整平衡盘内外直径尺寸。
7、因基础不良及地脚螺栓松动引起的振动
①基础松动或下沉造成中心改变而引起振动。若基础的固有频率不大且恰好与给水泵的转数一致，则会产生共振。处理方法是重新打基础。②地脚螺栓松动会使泵发生位移，从而破坏中心引起振动。所以，经常检查地脚螺栓是否有松动迹象十分必要。另外，给水泵座本身的刚性如果不好，抗震性则差，易使不大的振动加大。
三、电动给水泵的保护及处理方法 给水泵作为重要的辅助设备，相应的保护比较齐全。
（一）电动给水泵的保护
1、给水泵电机配备的电气保护主要有：过负荷、低电压、负序过流、零序、电流速断、差动保护、差动速断等，和普通的厂用电机相比，给水泵多出差动保护和差动速断。因为给水泵电机容量大，启动电流很大，普通的电流速断保护要躲开启动电流，保护的灵敏性不能满足保护的要求，所以必须装设差动保护。任何保护都有误动的可能，给水泵的差动保护在启泵和厂用电进行串联切换的时候，由于CT的饱和原因，可能出现差动保护误动，通过二次谐波闭锁和CT饱和闭锁延时，躲过瞬间的CT饱和时间，确保差动保护不会误动作。 正是由于差动保护的CT饱和闭锁延时，当给水泵内部真的故障时，保护不能第一时间动作，这时，通过只判断差电流大小的差动速断瞬时动作于出口继电器。 从根本上讲，两个保护原理相同，只是动作条件不同而已，在实际运行中起着互补的作用。
2、 非电量保护主要有： 前置泵及电机和液力耦合器的轴承轴瓦温度保护、电机绕组温度保护、机械密封水温度保护、工作油和润滑油进出油温度保护、润滑油压力保护、滤网压差保护、除氧器水位保护、最小流量联锁保护、前置泵入口门联锁保护等。 给水泵由于自身的特殊工作要求，机务方面很多参数条件直接影响给水泵的正常运行，以上任何一个非电量保护的参数不符合要求都可能导致给水泵的跳闸，无论是自动或手动操作，都要密切监视这些参数的变化，保证给水泵的正常运行。
（二）电动给水泵振动处理方法
在加强电动给水泵的保护的同时，也要注意出现问题时的处理方法。如果是水力振动应做如下处理：
1、假如是水力冲击引起的振动，就要适当地增大叶轮外径与导叶或泵壳舌部的距离，在给水泵总装时，将各级叶轮叶片的出口边按一定的节距错开，同时导叶的组装位置应使叶片方位不要相互重叠，减轻水力脉冲的程度，变更泵流道的型线以缓和冲击，在水泵设计上想办法降低叶片脉冲的强度。
2、如果是压力脉动引起的振动，防止给水泵发生压力脉动主要方法有：①
改善给水泵的设计，如适当减小叶片出口角；②布置管路时不要有起伏并保持一定的斜度，以免压出管内积存空气；③装设再循环管来改善泵在低负荷工况时的运行，使泵内的流量始终不低于给水泵的qv-H曲线中向上倾斜部分的流量；④加装液力偶合器，这样可在机组负荷减小时，根据流量设定泵的转数。
3、如果是因汽蚀而引起的振动，主要采取的处理方法有：①除氧器水箱的容量应满足给水泵急剧增减负荷时的需求；②水泵的吸入管路应尽可能缩短，以减少吸入管的阻力损失；③运行中的负荷变化应尽量平缓，一旦发生汽蚀，应适当地减小流量或降低转速。
如果是机械振动应做如下处理： 1、对于回转部件不平衡引起的振动处理方法有：①对给水泵转子应分别做叶轮的静平衡试验和全套转子的动平衡试验，合格后才能使用；②冷态下的给水泵在启动前应充分地暖泵；③泵检修后组装时对转子中心应精心调整；④严密监视润滑油及轴瓦状态，尽量避免因轴瓦损坏而造成转子下沉引起动静摩擦；⑤防止腐蚀及汽蚀的发生；⑥确保入口滤网的完整无缺陷及检修时不要将异物等遗留在泵内。
2、对于中心不正引起的振动处理方法有：①更换合格的联轴器或用百分表来找中心；②对最终结果应进行两次复查；③采用科学合理的暖泵方式及找中心时把泵体的热膨胀考虑进去；④对应力大的泵的进、出口管路重新对口施焊，消除过大的应力；如果是轴承磨损使中心变化，则需要控制润滑油的质量或对尚可继续使用的轴承重新找中心，对不可再用的轴承予以更换，并重新找中心。如果是联轴器的螺栓配合状态不良或齿形联轴器的齿轮啮合状态不佳引起的振动，则要更换合格的螺栓或齿轮。
3、对于滑动轴承的不合格引起的振动，处理方法有：①更换配合良好的轴承与轴承座，并使上瓦的紧力合格；②更换轴瓦或重新挂瓦，刮瓦时控制各部间隙。
4、因动静部件摩擦引起的振动处理方法有：①采用科学合理的暖泵方式；②精确地调整动静间隙（也就是转子中心）；③精心检修滑动轴承，使各部位间隙合乎标准；④紧固转子部件的背帽应拧紧并经常检查是否松动，必要时采取合理的防松措施；⑤经常监视、检查轴瓦及润滑油。
5、因油膜振荡引起的振动，處理方法是使泵轴临界转速不在其工作转数的一半以下。另外，还可选择适当的轴承长径比，合理地布置油楔和改变油膜的粘度等。
6、因平衡盘不良引起的振动，处理方法是增加平衡盘工作的稳定性，可调整平衡盘第一间隙及第二间隙的数值，在静盘上增开方形螺纹槽以稳定平衡盘前水室的压力，调整平衡盘内外直径尺寸。
7、因基础不良及地脚螺栓松动引起的振动，处理方法是重新打基础并经常检查地脚螺栓是否有松动迹象。
综上所述，给水泵的振动原因十分复杂，有的是设计制造上的原因，有的是安装、检修技术上的原因。保证机组安全稳定的运行是我们的终极目标，我们应对安装、检修技术上的原因做到全面细致的了解，才能对其各种振动对症下药，迅速地消除振动，才能使给水泵安全稳定长周期地运行。
参考文献：
【1】葛 鹏.辛继群.给水泵的异常振动分析及处理.电站辅机.2009.12.第30卷第4期.
【2】杨旭升.陈松群.电动给水泵起动过程中振动问题的分析与处理.广东电力.2005年2月.第18卷第2期.