中广核运营管理有限公司 广东省深圳市 518124
摘要：2020年5月，某核电站技术人员测量1LHP152PO预润滑油泵驱动端水平振动值为9.5mm/s（报警值为9mm/s）。检修期间维保人员通过系统性分析和验证，最终将4LHP152PO振动值降低到1.4mm/s。确认振动高的原因是工程安装期间管道法兰存在不同心和错口、系统存在共振。
关键词：齿轮泵；振动；分析；处理
引言
查询历史信息，该电站9台预润滑油泵有7台发生过驱动端水平振动接近预警值的情况。潜在风险：预润滑油泵振动接近预警值，若长期运行将导致泵加速磨损，甚至损坏，将加剧应急柴油机启动磨损。
正文
1、设备介绍
（1）润滑油泵的信息
柴油机润滑油系统中预润滑油泵 152PO 为齿轮容积泵，其作用是在柴油机处于备用状态时，将满足备机温度的滑油输送到润滑部件，保证柴油机快速启动时减缓摩擦部件因缺少润滑造成的损坏。
152PO泵的工作原理是一对相互啮合的齿轮，主动轮与轴连接，靠电动机驱动，从动轮与主动轮相对偏心。结构见图1。
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图1 泵的结构示意图
该润滑油泵是SPX品牌的齿轮泵，泵测振结果见表1，振动高位置通常是测点3点的水平向。
表1 检修前测振结果 mm/s
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（2）润滑油泵的现场布置
该基地9台柴油机组润滑油泵152PO的布置和设计情况，典型的管线布置如图2。
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图2 各机组152PO现场实物图
（3）润滑油泵驱动端悬臂支撑架及台板
油泵驱动端悬臂下方有一个C型支架作为支撑；泵组底座基尺寸1100*450*8mm，四周使用8#（80*45）槽钢焊接一圈，用4根M16地脚螺栓固定；底座台板中间空心。见图3。
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图3 152PO驱动端C型支架及台板
2.原因分析
2.1 振动和频谱分析
经过多次频谱测量，频谱中以223Hz频率成分为主，这是设备特征频率，不能消除但需要降低该成份的振动幅值来降低设备振动。结合设备结构（泵主动轮齿数9个）分析，该频率为泵主动轮啮合频率，类似泵叶轮通过频率，该频率出现属正常现象；频谱分析显示泵轴承状态无异常。
2.2固频测量
多次测量管线固频，当管卡完全紧固时测量泵入口测点12、13的固频在泵特征频谱223Hz±10%影响范围内，即存在共振。
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针对泵组振动高问题，通过运用振动测量、频谱分析、固频测量等方法，结合管卡调整、底座加固、软管试装等维修经验，识别振动高的可能原因故障树如图。
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图4 振动高故障树
2.3对中不良分析
A2.1底座台板变形
整个台板处于空心状态，成人站在底座上方，能明显影响泵的振动幅值，说明台板偏薄弱。同类型的油泵底座做加固，对降低泵振动的效果较好，但一般几个月后振动值上涨需要再次调整。综合看底座薄弱导致该泵振动高贡献小。
A2.2泵驱动端悬臂支撑变形
152PO驱动端的支撑是自制槽钢上安装M16丝杆作为支撑，C型支架对水平向支撑力偏小，通常该泵驱动端水平向振动偏高，综合分析该支架的设计不足导致该泵水平向振动高的可能性中。
改进方案为，采用不锈钢材质自制塔形支架，有效提高泵驱动端悬臂的支持强度和支撑的接触面积。
2.4共振分析
B1工频和管道固频接近
测量泵入口测点12、13的固频在泵特征频谱223Hz±10%影响范围内，即存在共振，但冲击能量谱较小。综合分析，该因素导致泵振动高的贡献可能性中。
B3泵进出口法兰存在应力
松开泵出口管段上部法兰螺栓，在10-11点方向有约5mm错口。由于管线全部为硬管，泵壳为铸铁件，承受应力时放大了泵组振动。综合分析，该因素导致泵振动高的贡献可能性中。
2.5流体激振分析
C1齿轮泵运行特性
齿轮泵运行时存在介质脉冲，频谱中以223Hz频率成分为主，这是设备特征频率。
C3管道布置弯头数量过多
152PO的进出口管道布置的弯头较多，泵出口到151EX换热器之间就有弯头6个，变径1个，造成流体的冲击力较大，增加润滑油泵的振动，综合看该因素导致该泵振动的可能性中。
2.6系统设计分析
D1.2进出口管道缺少软连接
软连接安装在刚性管道上起到补偿和隔振作用，能降低应力、消除共振。
尝试改进方案的如图5，硬管上安装两个膨胀节，增加两个紧固管卡，对弯管起到固定功能，支架生根在侧面墙上。实施后，4LHQ152PO振动值由6.5mm/s下降到最大1.5mm/s，该基地所有152PO中振动最小，改进效果显著。
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图5 安装膨胀节的改进措施
综合分析，该因素导致泵振动的可能性高。
2.7泵体的装配分析
152PO润滑油泵的解体工艺无较大变化，泵体维修装配多次，振动高后的对中检查也未发现明显异常，可排除泵体本身装配不当导致振动高的可能。
3.分析结论
综上分析：油泵与刚性管道存在共振是造成振动大的直接原因；
预润滑油泵系统上缺少软连接是根本原因；
悬臂支撑薄弱，管道卡箍紧固力不足、管道法兰存在应力、油泵的进出口管道布置不良是促成因素。
参考文献：
[1]预润滑油泵维修手册。