给南方水泵的振动故障诊断与处理
一、概况
1、工程概述
西湖增压站是扬州市西北乡镇供水工程的重要组成部分，一期工程设计日供水能力为：60000m3/天，目前泵房安装有四台机组，分别是1#、2#管道泵，3#机组主要参数：电机型号：Y355M1-6，额定功率为185kw，转速984转/分钟，水泵型号：16SA-9J，扬程40m，流量1080m3/h，4#机组主要参数：电机型号：Y355L1-6，额定功率为280kw，转速984转/分钟，水泵型号：500S-40，扬程40m，流量1600m3/h。由于扬州??区域供水不断发展，西北乡镇供水需求不断增大，增压站在运行中，部分时段需要出水压力为45m，此时流量约1000m3左右。因此总公司决定将3#机组水泵进行改造，更换水泵型号为：350S-125J，其扬程为50m，流量为950m3/h，配套电机不变。
2、故障原因分析及处理方法
在今年公司西湖增压站3号变频机组改造后开环试运行时发现机组振动，并随着频率上升，机组振动越来越严重，当频率达到设定值45HZ时发生共振，水平振动比较大，而且手感比较明显。目测水泵机组都产生了晃动。手感可以分辨出来的晃动，说明振动的频率是比较低的，且水平振动远大于垂直振动。振动非常严重，不解决故障机组不能投入运行。
（1）故障原因
因此总公司组织人员对3#机组振动原因进行了排查，引起南方水泵振动原因很多也很复杂，但归纳起来主要有以下四个方面：①电气方面，主要表现在电机内部磁力不平衡和其它电气系统的失调，大型同步电机在运行中，定转子磁力中心不一致或各个方向上气隙差超过允许偏差值等。②机械方面，主要表现在电机和南方水泵转动部件质量不平衡、粗制滥造、安装质量不良、机组轴线不对称、摆度超过允许值，零部件的机械强度和刚度较差、轴承和密封部件磨损破坏，以及南方水泵临界转速出现与机组固有频率一直引起的共振等。③水力方面，主要表现在南方水泵进口流速和压力分布不均匀，泵进出口工作液体的压力脉动、液体绕流、偏流和脱流，非定额工况以及各种原因引起的南方水泵汽蚀等。④水工及其它方面，主要表现在机组进水流道设计不合理或与机组不配套、南方水泵淹没深度不当，以及机组启动和停机顺序不合理等，都会使进水条件恶化，产生漩涡，诱发汽蚀加重机组振动。
（2）处理方法
由于此机组为改造机组，在试运行时各项技术指标参数都正常，且原机组未发生振动，因此我们在排查原因时暂时排除水力方面、电气方面和水工及其它方面的原因，而把重点放在机械方面，机械方面引起的振动主要分为两个方面：安装质量和旋转零件精度质量，因此，我们在诊断引起振动故障原因时，主要做了以下的工作：①通过试运行排除电机和南方水泵轴承损坏，同时检查了水泵机组的旋向、电流、压力、频率等各项性能参数都达到设计指标。②检测联轴器安装的同心度，用百分表检测水泵电机轴与联轴器的同心度都在0.03mm以内，水泵电机联轴器同心度在0.10mm以内，并符合标准，在电机的近端轴同心度达0.18mm，超标一点。③对水泵及电机的安装高度和基础的平整度进行了检查，发现水泵和电机的对中没问题，在多年的现场诊断过程中，经常碰到这种情况，根据经验，机组存在共振或亚异步共振现象，判断基础刚性不足造成的。
二、检查机组零件精度
我们对水泵的装配质量进行了检查，用塞尺对轴承座的间隙及叶轮、水封环的安装间隙进行检查，用百分表检测了联轴器与水泵轴和电机轴的同心度在0.03mm以内，检查了水泵轴的弯曲度（用百分表测量叶轮外缘处达到0.10mm的圆跳动），并符合标准，排除了装配质量方面引起的振动。同时我们检查电机时发现电机转子不能停止在任意位置，手动旋转转子在一个相位上有回转现象，因此判断电机转子静不平衡，且机组联轴器质量过大，并通过电机试空机，发现电机在低频运行时就存在振动，并随着频率上升而增大。
1、引起此台水泵振动的原因
通过以上几个方面的技术检测，我们分析引起此台水泵振动的原因，可能为以下几种：①电机转子静不平衡，转子应该可以停止在任意位置。且电机的同轴度存在偏差。②机组联轴器质量过大，在高速运行时，造成水泵轴动挠度超标引起振动。③机组基础的刚性不够，该水泵基础虽为钢制框架结构，但由于更换大水泵后，基础所用钢板厚度不够，引起机组的晃动。
2、采取的针对性措施
为修理该机组，根据以上检测分析情况，我们采取了针对性措施如下：首先为了防止机组产生共振，我们对该机组钢制框架结构基础进行了加固，在框架内空处用16MM的钢板十字交差焊接，并用混凝土进行二次浇注，从而增加基础的刚性，防止机组共振。同时请厂家对电机转子重新进行检测，消除电机转子静不平衡，并对电机做静、动平衡试验，确保电机质量。并更换质量过大联轴器，防止挠性轴产生振动，对联轴器的制造精度提出了更高要求，从而确保安装水泵机组时有更好的同轴度。此次检修后，机组试运行时未发现振动或共振现象，取得了较好的效果，从而可以确定以上发现的各项问题是振动的根源。
三、结语
该厂的给水泵的振动问题虽已彻底解决，但在给水泵的振动诱因的分析和振动特征的检测手段上还不够丰富，主要还是凭检修经验来判断，从结果来看，由于没有采用在线检测仪进行检测，数据不能量化，振动诱因不能准确定位，给处理振动带来了一定困难。总之，在以后的检修工作中，我们只有不断结累检修经验，完善检测手段，合理消除给水泵的振动原因，从而确保供水安全。
