王欣
中电神头发电有限责任公司 山西省朔州市036000
摘要：对于分段式高压多级离心泵，当泵运行在设计点流量50% ~ 70% 范围内(最高效率点流量为530m3/h)时，瓦振动(壳体振动)的振动速度超过 iso10816标准，不能满足变负荷发电厂的供电要求。通过对流体流态和振动频谱的分析，调整导叶进口叶片的角度，改善流态，解决了振动问题，满足变负荷供电的节能要求。
关键词：离心泵；振动；频谱图；叶片角度
1给水泵的结构
此项目所采用的给水泵，其结构为HGC型卧式、多级、高压离心泵，此种产品为模块化、标准化产品，具体由转子部件(包括水力部件)、壳体部件、轴承部件等组成。其中叶轮和导叶体属于泵的水力部件，其设计选型直接决定了泵的水力性能。
2振动原因分析及解决方案
2.1振动原因分析
2.1.1流体激励
泵是把原动机的机械能转化成液体能量的机械。离心泵属于叶片泵，可以连续运转，通过叶轮的高速运转对液体做功，使其能量增加，从而实现能量的转化。但是在其运转过程中，由于过流部件叶轮和导叶所组成流道的变化和不连续性，使得液体在高速旋转的叶轮及固定导叶中流动时产生液压激励振动，从而有可能会引起泵运转的不稳定，导致泵的振动。
2.1.2流体流态对比及分析
由图1可知，泵的壳振超标发生在运行流量270～350m3/h之间，也就是最高效率点的50%～70%(Qopt=530m3/h,Qopt为泵的最高效率点)，因此说明振动不合格点发生于泵在非满负荷点运行情况下。叶片泵的水力部件由转子(叶轮)和定子(导叶)两部分组成。在叶轮的径向截面可以看出叶轮的出口边截面积大于叶轮入口边截面积，因此流体从进入旋转叶轮到流出叶轮的运行过程中是减速流动的，在此过程中静压力是增加的。由于流量泄漏的客观存在，当泵的流量减少时，流体在叶轮中的相对速度也是减少的。在流量减少的情况下，当减速发生在流体流速较低的情况下，就会产生失速，使液体相对回流，这就意味着当低于某一特定流速时，在叶轮内部由于速度分离，不同流向的液体相互作用而产生紊流。
所谓紊流又称湍流，是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片糖;逐渐增加流速，流体的流线开始出现波波状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小旋涡，称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流，紊流是有涡流动。紊流对泵的振动有一定的影响，故初步判断泵的振动超标是由于紊流造成的。
2.1.3FFT频谱分析
频谱分析是一种把复杂信号分解为简单信号的技术，本次分析采用的是FFT频谱分析。FFT是离散傅里叶变换的快速算法，可以将一个信号变换到频域，将振动情况更直接地展现在我们面前。
2.1.4轴承体敲击试验
卧式泵振动的最大值一般出现在轴承部分，故泵的振动测量点都设在轴承体上，下面通过轴承体敲击试验测量轴承体的固有频率，来判断振动超标是否和轴承体的固有频率有关。如果与轴承体的固有频率有关，则可以通过增加阻尼或者减重的方式避开共振点，从而解决振动问题。表1为轴承体不同敲击点的固有频率表。此项目泵的转速n=2970r/min，液体的叶片通过频率基频1X=49.5Hz,2倍频2X=99Hz…，7倍频7X=346.5Hz，由于振动超标发生在350Hz，因此对照轴承固有频率表1和叶片通过频率，可以判断，振动超标和轴承体的固有频率无关，振动超标是由非满载负荷下流体的紊流引起的。
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结论
通过对流体流态和泵振动频谱的分析，找出了泵振动的原因，并验证了在动力装置变负荷运行时，采用导叶进口端斜切代替导叶进口端直切，可以改善叶轮出口端的流态，从而降低泵的振动值，为泵的水力设计和解决泵的振动超标问题提供了一定的参考。
参考文献
[1]梁杰.锅炉给水泵在电厂中压给水系统中振动异常分析[J].湖北农机化,2018(07):44-45.
[2]丁鸿吉,郝文旭.锅炉给水泵机组故障诊断及处理[J].大氮肥,2017,40(04):244-248.
[3]曾大勇.多级锅炉给水泵振动原因浅析[J].科技资讯,2017,15(10):56-57.