莲湖泵站1#机组摆度超标分析及处理

莲湖泵站1#机组摆度超标分析及处理

雷远辉

广东粤港供水有限公司广东深圳518021

摘要：该文分析大型立式水泵机组运行摆度超标的原因，提出了查找机组运行摆度超标的方法，及解决机组运行摆度大的办法，并提供了同类型大型立式机组运行摆度超标，但电机单独盘车与解体检查均难以发现造成机组运行摆度超标问题的解决办法，该方法对同类型机组检修过程中摆度超标原因查找及处理具有一定的借鉴意义。

关键词：莲湖泵站；大型立式水泵机组；摆度；裸轴盘车；卡环

1概述

东深供水工程是为香港、深圳和工程沿线东莞城镇提供原水的大型跨流域调水工程。莲湖泵站是东深供水工程4期改造后的2级主干泵站，装机8台（6用2备），泵站总设计流量100，其中水泵是泵站的核心设备，由日本EBARA公司设计，与长沙水泵厂合作制造的立式液压全调节抽芯式混流泵，型号2600VZKNM。设计扬程为17.5m，设计流量为16.7，水泵驱动设备选用了东方电机厂生产的4台TLJ2600-24型同步电机与4台YLS2600-24型异步电机，电压为10Kv，绝缘等级F级，同步电机转速为250、异步电机转速为249，立式、水冷却电机，其中电机的推力瓦为圆形结构，采用蝶型弹簧垫弹性支撑形式，具有平衡或自动调节各瓦负荷的能力，尽可能地减小热变形和机械变形。

1#机组在2012年1月至2017年3月运行期间，机组的X、Y方向的轴体摆度呈现上升的趋势（见图3），机组运行摆度报警值为400μm，从图3中可看出机组运行摆度明显超过报警值400μm，且有不断上升的趋势，除机组运行摆度超标之外，机组功率、电压、电流等运行参数均在额定范围之内，电机内各关键部件运行温度均未异常（见图4），但是机组运行摆度超标且持续上升的趋势给机组的可靠稳定运行留下隐患。

图3：莲湖1#机组摆度变化趋势图（2012.01.01至2017.03.16）

图4：莲湖1#机组运行温度趋势图（2012.01.01至2017.03.16）

1.2机组解体检查情况

针对莲湖泵站1#机组摆度超标的问题，2017年4月对1#机组进行解体检查，检查机组推力头、推力瓦、上/下导瓦、轴套、橡胶轴承等可能影响机组运行摆度情况的部件，但均未发现异常情况，对电机单独盘车，盘车数据显示摆度符合要求（见表1），电机下导最大摆度值0.12mm，满足机组下导摆度验收标准：≦0.12mm。

表1：电机单独盘车数据

2机组轴线摆度

摆度是指立式安装转动机械，由于受各种因素的影响以及制造和安装的误差，转动机械主轴的几何中心线与旋转中心线不重合，在转轴旋转时，主轴的中心线就会绕着旋转中心线转动，其数值为直径方向对应两点的单侧摆度值之差。

造成泵组轴线摆度的原因有多种，大致可分为加工制造、运输保管和安装质量等几类。在以上因素或综合因素作用下，使得泵组的摆度值过大超标时，电机或泵的主轴便与轴承产生摩擦，泵组在运行中就会由于摆度影响而产生剧烈振动，加剧机械部件的磨损和疲劳损坏，降低泵组效率，缩短设备使用寿命，严重时造成轴瓦烧毁。因此在制造、安装、维修过程中需采用相关技术手段将泵组的摆度值控在规范规定的合格范围内。

摆度示意图如图8所示。

图8摆度示意图

2.1裸轴盘车工艺

在不明确机组运行摆度超标原因的情况下，结合我司裸轴盘车工艺在同类型泵站金湖/旗岭泵对立式机组轴线调整的经验，首次在莲湖泵站实施裸轴盘车工艺对机组的轴系摆度分析与调整。在确保轴系安装中心精度的情况下，不安装水泵内筒体、叶轮、，仅将电机与水泵主轴连接，水泵转动部件测量位置可以具备测量空间。然后机组进行整体盘车，测量主轴填料函、轴套2、轴套3、轴套5等部位的摆度。通过此过程，分析机组轴线产生摆度的原因、大小和方位，具体流程如下（见图9），水泵裸轴盘车示意图（见图10）：

图9裸轴盘车工艺示意

图10莲湖泵站水裸轴盘轴示意图

2.2摆度调整过程及卡环刮削处理

1）通过机组整体裸轴盘车，机组各测点的轴系摆度总体偏向盘车点的1、2、3点，其中明显更偏向2点位置，结合机组结构特点，在电机卡环加垫0.09mm（见图11），再进行机组整体裸轴盘车。

2）在电机卡环盘车点2点位置加了0.09mm后，机组整体裸轴盘车机组各测点摆度值明显改善，下导摆度最大0.01mm，填料函摆度最大为0.07mm，由此我们判断是因为卡环厚薄不均匀造成的机组运行摆度超标。

3）对卡环进行分区域研磨（见图12），以0.09mm为研磨的参考量，结合现场机组整体盘车后数据反馈为基准，每次尽可能的做到均匀研磨（见图13），直至最后机组整体盘车数据与卡环处加垫0.09mm的盘车数据基本一致且电机下导摆度值满足摆度验收标准：≦0.12mm为止。现场对卡环刮削研磨反复进行了4次。

图11电机卡环处加垫0.09mm图12卡环分区

图13卡环研磨

3检修后机组运行情况

机组经检修后，于2017年07月27日投入运行，在2500个台时的运行期间机组摆度明显改善，（见图15），机组运行摆度变化趋于稳定（见图14），且小于机组运行摆度报警值为400μm，机组各项运行监测参数均正常。

图14：莲湖1#机组摆度变化趋势图（2017.07.27至2018.01.15）

图15：莲湖1#机组前后摆度对比图

4结束语

本次检修采用裸轴盘车工艺是首次对莲湖泵站立式机组轴系调整，通过裸轴盘车顺利的找到莲湖1#机组运行摆度超标的原因，并成功的解决了1#机组运行摆度超标的问题，证明采用的裸轴盘车工艺对立式机组轴系调整是可行的。在同类型大型立式机组运行经常出现摆度大或超标，但电机单独盘车与解体检查均难以发现，造成机组运行摆度大或超标的问题，此次检修为此类问题提供借鉴。

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