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潘志明，贾 轩，黄耀文
（中山嘉明电力有限公司，广东中山 528403）
作为大型发电机组的关键设备，电动给水泵的作用不言而喻，其出现异常后将会影响机组的安全稳定运行。因此，电动给水泵的振动监测至关重要。一般情况下，电动给水泵的运行均在稳定范围内，但如果运行或维护不当就会造成电动给水泵出现异常振动的情况。因此，需要重点实施对给水泵的定期点检工作，如果出现给水泵漏水、腰瓦变大的现象，均会进行检修与复检，从而保证电动给水泵的正常使用条件。但是，电动给水泵的异常振动并不在监测范围内，造成给水泵的运行隐患。本文设计电动给水泵振动监测及异常振动分析方法，旨在提高电动给水泵的分析能力，延长设备使用寿命。
结合当前电动给水泵振动设计运行情况，构建相应的管理与组合方式，不断优化监测管理机制，增强系统运行效益，与当前水泵实际振动与运行情况相结合，建立相应的分析与组合运行机制。
1.1 电动给水泵运行特点
电动给水泵运行过程中存在固定的转速与参数，当转速出现不平衡现象时，水平方向的振动频率将会增加；
当发电机组出现故障时，垂直方向的振动频率将会增加；
当给水泵内部出现故障时，轴向振动频率将会增加。电动给水泵常见的故障有以下5 个。
（1）叶轮故障。叶轮中的叶片出现变形或腐蚀，造成转子不平衡，引发异常振动。
（2）轴承故障。轴承中存在较多的元件，元件变形、腐蚀或不干净等，均会造成轴承脉冲增加，异常振动频率升高。
（3）轴封故障。轴封是密封给水泵水量的装置，其密封效果变差，将会导致给水泵漏水，引起异常振动。
（4）联轴器故障。联轴器安装不合理，质量分布不均匀，可能引起轴向、水平、垂直方向的振动，此种振动不规律，容易引起电动给水泵的故障。
（5）给水泵地脚故障。地脚出现连接松动，容易引起整机振动，从而引发给水泵运行隐患。要求结合当前运行过程中容易出现的各种问题，对此采取相应的故障诊断与分析应用机制，为电动给水泵的稳定运行创建必要的支持条件。
1.2 电动给水泵异常振动机理
受系统运行时间较长等多种因素的影响，电力系统中的电动给水泵在运行中容易出现异常振动现象，影响系统的稳定运行。电动给水泵是一种旋转类型的机械，其异常振动往往存在着较多的振动特征。有电动给水泵转子在运行过程中会出现激荡因素，因此在产生振动的过程中，需要分析给水泵振动情况是否为异常振动。一般情况下共振转速频率较小，不会看见明显的振动幅度；
而转子不平衡时会出现较大的振动幅度，超过150 μm，也就是异常振动现象。但是，由于电动给水泵出现异常振动的位置不同，异常振动幅度会有所改变，不局限于150 μm。
本文认为，电动给水泵的异常振动机理可以依靠转子运行轨迹进行分析，通过分析转子运行为圆环形或椭圆形，来判断此时电动给水泵的异常状态。如果转子运行轨迹为圆环形，则为平衡的运行状态；
如果出现椭圆形，则为不平衡的运行状态，从而提高给水泵异常分析效果。由此在振动分析与检测机制中，与实际异常振动现象结合，建立相应的分析机制与运行管理模式，不断增强系统运行效果。
1.3 给水泵异常振动参数监测
振动参数监测是重中之重，要求保证参数设置在合理的范围内，避免参数数值过大或过小，这对系统的正常运行均不利。异常振动参数包括动态参数与静态参数，是对系统两种不同工作模式下运行情况的参数设置，动态参数是根据电动给水泵振动强度进行分析；
静态参数是在稳定状态下对不同程度的磨损进行分析。
本文在进行电动给水泵异常振动参数监测过程中，将叶轮、轴封等同心度参数设定在0.05 mm 左右且保证不超过0.05 mm；
转子水平方向跳动值监测需要在0.03 mm 以内；
密封环的密封间隙的参数值设定在0.56 mm 以内，调节轴的参数设定在0.43 mm以内、最高不超过0.55 mm。此外，在给水泵异常振动参数选取的过程中，水泵自由端顶隙不能超过0.18 mm，传动参数在0.19 mm以内，侧间隙在0.11～0.14 mm。因此要求针对不同的运行状态构建相应的分析参数，增强系统运行的稳定性，减少运行中的异常现象。
1.4 电动给水泵异常振动分析
由于电动水泵异常振动现象给系统实际运行造成了一定的阻力，不利于系统的正常运行与工作开展，增加了系统运行压力，因此要求对系统异常振动现象构建系统性的分析解决机制。为了实现电动给水泵异常振动分析，本文对电动给水泵的转子进行实时监测，保证转子时刻保持在平衡状态，从而降低给水泵对轴承、轴封造成的压力。对不同状态之下的系统运行情况进行研究与分析，增强系统实际运行效益，为促进系统的正常运行与工作开展创建必要的外部条件与支持。
同时，本文将轴瓦分为两面进行检测，在保证顶隙参数在标准范围内的前提下，将侧间隙的参数调整至最大正常参数（即0.14 mm），此时可以提高电动给水泵的运行效率。此外，为保证正常运行、消除异常振动的隐患，需要经常对电动给水泵进行维护。为此，设计相关的实验进行论证分析，采集系统运行中的相关数据，实地监测系统数据实际变动情况，并对此构建相应的分析管理机制。
为验证本文设计方法的有效性，对电动给水泵进行振动监测实验。研究系统运行中可能面临的各种现象与问题，分别对此设计相应的管理方式，将各项工作开展纳入实验活动，提升设计的科学性与针对性。在保证电动给水泵基本特性的前提下，将传统异常振动分析方法与本文设计方法作对比。
2.1 实验准备
为实验数据分析做必要的准备工作，优化实验管理中的各项数据，本文首先选取电动给水泵样品，将其安装后运转电机。此时部分给水泵出现异常振动，振动幅度超过150 μm。其中，振动形态普遍为轴向、垂直、水平异常振动的原因主要与轴承支座的刚性有关（图1）。
图1 电动给水泵轴承受力示意
图1 中，R1、R2、R3、R4、R5 分别为连接螺栓、下端板、支撑瓦、轴承座、加强板。在实际运行过程中不同部件的实际受力方式等，对此进行一一论证分析。
在电动给水泵中加入监测装置，并将监测装置放置于可以同时监测到前置泵侧与耦合器侧。在第一次电动给水泵运行的过程中，监测到前置泵侧轴向振动的幅度为47.42 μm，垂直振动的幅度为35.63 μm，水平振动的幅度为20.82 μm；
而耦合器这三项数据分别为100.41 μm、25.39 μm 和50.61 μm。
2.2 实验结果
在上述实验环境下，收集系统运行中的各项数据，并对数据实际运行情况进行检测分析，探讨不同运动状态之下的系统运行数据，对各类数据进行归类总结与分析。将传统异常振动分析方法与本文设计的异常振动分析方法作对比，验证两种方法的监测效果。
本文随机选取7 个电动给水泵，每个给水泵的异常振动幅度均不同（表1）。其中，QZYD 电动给水泵实际异常振动幅度56.82 μm，传统方法监测值56.72 μm，本文设计方法监测值为56.81 μm；
QZJC 电动给水泵实际异常振动幅度145.39 μm，传统方法监测值145.49 μm，本文设计方法监测值为145.39 μm。在其他条件均一致的前提下，传统方法监测到的异常振动幅度与实际值相差±0.20 μm，监测误差较大，监测效果较差；
而本文设计的方法监测值与实际值相差±0.01 μm，监测误差较小，监测效果更佳，符合本文研究目的。
表1 电动给水泵异常振动频率的监测实验结果 μm
近年来，我国电能使用量持续增加，电动给水泵的使用次数也随之增加，导致其出现不同程度的磨损，水泵异常振动现象经常发生。为了保证电动给水泵可以有效运行，监测其异常振动势在必行。传统异常振动分析方法监测效果不佳，监测误差较大，不能适应当前电动给水泵的运行环境。本文设计的电动给水泵振动监测及异常振动分析方法，旨在提高给水泵的监测精度，具有深远意义。
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