高能给水泵振动故障类型与振动频谱特征

振动故障类型

高能给水泵的振动故障来自多个方面，振动性质可分为两大类：强迫振动和自激振动。泵振动的具体原因有如下数种：质量不平衡、轴承油膜失稳、流体激振(叶轮出口间隙不当造成的流体激振、密封环磨损)失稳、平衡鼓(盘)缺陷、轴向推力过大、动静碰摩、对轮不对中、轴承间隙过大、轴承松动或部件松动等。

实际上，高能给水泵表现出的故障可以归结为两个主要技术问题：机组部分负载时给水系统的失稳和泵的轴向推力平衡**，这两个问题是相互关联的。大型机组给水泵为节约能源，普遍采用变转速控制，设计者首先考虑的是满负荷工况点时泵的性能和机组匹配，从而，泵随转速变化的性能曲线无法始终保证与系统的统一，这就为部分负载时系统失稳埋下了隐患。另一方面，现代大型给水泵的轴向力平衡较多采用平衡盘(鼓)加推力轴承的设计，设计时也首先考虑了满负荷时的轴向力平衡，部分负载时，泵转速下降，通流部分产生的轴向推力和平衡盘(鼓)产生的反向推力不等，有时相差很大，超过了推力轴承的承载范围，产生推力瓦损坏、叶轮与密封环或泵体摩擦等故障。

振动频谱特征

给水泵振动故障频谱特征可分为以下六种，每种频谱特征都有对应的故障：

(1)1倍频(1X)：主要是由质量不平衡造成，包括键磨损或断裂飞脱、叶轮偏心、平衡盘不均匀磨损等;

(2)2倍频(2x)：产生2倍频的原因较多，有转子不对中、摩擦、共振、轴承间隙大、轴承松动、部件松动、两倍涡旋等;

(3)次低频：半频(0.5X)，通常称为半速涡动，次同步涡动，这主要与油膜失稳或工质流体动力学原因有关;

(4)叶片旋转激振：频率是叶轮叶片个数(Z)×通频，来自于通流部分的叶轮叶片和扩压导叶对流体的作用;

(5)低频：对于低于10Hz的低频振动，主要来自于给水系统、循环管线等的影响;

(6)上述两种或更多种频率成分的合成。

这些原因可以单一存在，也可以同时存在。它们对应不同的频率特征。其中1倍频和2倍频的振动原因较易于确定，低频和次同步的原因往往难于确定。而且存在故障的泵，极少情况下，只表现为单一的故障频率特征，大多数情况，振动信号由两种或两种以上的频率组成。如何区分这些复合频率，并且从中确定哪个是导致故障的主要成分，有时具有很大的困难。