汽机检修中泵的振动原因及减振措施探讨

在火力发电、化工动力等领域的汽轮机组中，泵类设备（如给水泵、凝结水泵、循环水泵）是保障系统热力循环的 “ 动力中枢” 。系统分析汽机检修中泵的振动成因，制定科学有效的减振措施，对降低设备故障率、保障汽机系统稳定运行具有重要工程价值。

一、泵的振动原因分析

（一）机械结构失衡引发振动

泵转子在制造、安装或长期运行中，受材质不均、叶轮磨损、轴套松动等因素影响，质量分布偏离旋转中心。例如某电厂凝结水泵，叶轮汽蚀缺损致转子偏心距超允许值，运行时离心力使泵体径向振动超标。转子弯曲也会加剧振动，泵轴弯曲量超标时，旋转形成周期性径向力，引发高频振动并伴轴封泄漏。汽机系统泵多采用滚动或滑动轴承，润滑油脂劣化、油量不足会使轴承内外圈磨损、滚珠剥落，间隙超差。如某化工厂汽机循环水泵，轴承内圈磨损致冲击振动大且伴异响。滑动轴承油膜振荡也是诱因，泵转速超临界转速 2 倍时，油膜刚度下降引发低频自激振动。泵与电机通过联轴器连接，同轴度偏差会产生周期性附加力矩，引发扭转振动。如某电厂给水泵，联轴器径向偏差大，运行时振动大且电机轴承温度升高。泵轴与电机轴键槽配合松动、联轴器弹性垫老化破损，会加剧振动传递形成“ 共振叠加” 。

（二）水力特性异常导致振动

泵入口压力低于介质饱和蒸汽压时，流道内产生气泡，破裂产生高频冲击压力，引发高频振动并造成汽蚀磨损。如某电厂给水泵，入口滤网堵塞致入口压力低，叶轮汽蚀振动大且伴噪声。泵安装高度过高、入口管路阻力大也会加剧汽蚀风险。实际流量低于设计流量 60% 时出现“ 回流现象” ，产生周期性压力脉动；流量超过设计值 120% 时，介质流速过高引发管路振动并传导至泵体。如某化工企业汽机凝结水泵，流量低致涡流振动大且幅值随流量波动。叶轮、导叶、密封环等水力部件磨损、变形或结垢，会破坏流道平滑性，导致介质流动紊乱。如某电厂循环水泵，叶轮结垢致流道截面积减少，运行时涡流使泵体振动大；导叶叶片断裂、密封环间隙超标会加剧轴向振动。泵出口管路固有频率与泵的压力脉动频率接近时，会引发管路共振，振动传递至泵体放大振动幅值。如某电厂给水泵出口管路，支架间距大致固有频率与泵压力脉动频率接近，引发“ 共振放大效应” 。

（三）电磁因素与外部干扰引发振动

电机存在定子绕组匝间短路、转子断条、气隙不均匀等问题，会产生不平衡电磁力。如某电厂凝结水泵电机，定子绕组匝间短路致电磁力波动大，引发电机端振动并传导至泵体。电机轴承座与泵轴承座接地不良会形成轴电流，导致轴承电蚀加剧磨损振动。泵基础混凝土开裂、预埋螺栓松动会导致基础刚度下降，无法有效吸收振动能量。如某化工厂汽机给水泵基础，混凝土开裂致固有频率降低与泵旋转频率共振，使泵体振动大。泵的减震垫老化、管路支架松动会使振动传递率升高，扩散至周边设备。汽轮机组运行时，汽轮机本体、发电机的振动会通过厂房地面、管路系统传递至泵体，形成“ 外部耦合振动” 。如某电厂汽轮机转子不平衡致轴承振动大，振动传递至邻近凝结水泵，使泵体振动增大且频率与汽轮机旋转频率一致。

二、汽机检修中泵的减振措施

（一）机械结构优化与精准检修

检修时对泵转子进行动平衡测试，对叶轮磨损、轴套松动等问题采用补焊修复、激光熔覆等技术恢复尺寸后再校正。对于弯曲泵轴，根据弯曲量采用冷校直或更换新轴。如某电厂给水泵转子经校正后，偏心距和振动幅值均大幅降低。根据泵的转速、负荷合理选择轴承类型，检修时严格控制轴承间隙，建立润滑油脂管理制度，选用合适润滑脂并按规定更换，降低润滑失效风险。传动系统精准对中采用激光对中仪进行联轴器对中，控制偏差在允许范围内，对中完成后紧固螺栓。定期检查弹性联轴器弹性垫磨损情况并及时更换，提升振动缓冲能力。如某检修案例中，联轴器对中后泵体振动和电机轴承温度均下降。

（二）水力系统优化与工况管控

检修时清理泵入口滤网，对于易汽蚀的泵采用双吸叶轮结构或加装诱导轮，严格控制泵安装高度和入口管路参数，减少管路阻力损失。如某电厂给水泵加装诱导轮后，入口压力升高，汽蚀振动降低。根据汽机负荷变化采用变频调速或出口节流调节，确保泵实际流量在设计值范围内。对于长期低负荷运行的泵，可通过切割叶轮外径调整性能曲线。如某化工企业凝结水泵通过变频调节，涡流振动降低。检修时采用水力打磨技术修复叶轮、导叶磨损表面，密封环间隙超差时更换新密封环。对于管路共振问题，调整支架间距、加装弹性吊架或消振器，降低压力脉动幅值。如某电厂给水泵出口管路加装消振器后，管路和泵体耦合振动均降低。

（三）电磁干扰治理与基础加固

针对电磁与外部干扰振动，需通过电磁优化、基础改造、振动隔离，切断振动传递路径。一是电机电磁故障修复与轴电流防护。检修时采用双臂电桥检测电机定子绕组绝缘（绝缘电阻 ≥100MΩ ），对匝间短路问题，采用热缩管包覆或绕组重绕修复；转子断条采用铜焊补焊，确保转子导条完整性。为防止轴电流，在电机轴承座与泵轴承座之间加装绝缘垫（材质环氧树脂，厚度 2⋅3mm ），或在轴端加装接地碳刷（接触电阻 ≤5Ω ），将轴电流导入大地。

二是基础与固定结构加固。对开裂基础，采用压力注浆（水泥浆强度等级 C40）修复裂缝，再敷设钢筋网（直径 8-10mm ，间距 150mm ）增强刚度；预埋螺栓松动时，采用扭矩扳手按设计扭矩（如 M24 螺栓扭矩180-200N⋅m ）重新紧固，或采用化学锚栓（抗拉强度 ≥100kN ）加固。某化工厂给水泵基础加固后，固有频率从 22Hz 升至 31Hz ，共振振动从8.5mm/s 降至 2.4mm/s 。同时更换老化减震垫，选用丁腈橡胶材质（邵氏硬度 50± 5），控制振动传递率 ≤0.3 ，减少泵体振动向基础扩散。

三是外部振动隔离与监测预警。在泵与汽轮机之间设置振动隔离沟（深度 ≥1m ，宽度 ≥0.5m ），或在泵基础下方加装弹簧减震器（刚度50-100N/m ），切断地面振动传递路径 —— 某电厂通过加装弹簧减震器，外部耦合振动从 5.1mm/s 降至 2.2mm/s 。此外，在泵轴承座、出口管路安装振动传感器（量程 0-10mm/s ，精度 ±0.1mm/s ），接入汽机 DCS 系统，设置三级预警值（正常 ≤2.8mm/s ，预警 3.5mm/s ，报警 4.5mm/s ），实现振动实时监测与故障提前预警，避免振动超标引发事故。

三、结束语

汽机检修中泵的振动治理是一项系统性工程，需从 “ 根源诊断 - 精准施策 - 长效管控” 三个层面开展工作：机械失衡需通过动平衡校正、轴承优化、传动对中消除振动源；水力扰动需依靠汽蚀防治、工况调节、管路优化改善流动稳定性；电磁与外部干扰需通过电磁修复、基础加固、振动隔离切断传递路径。在某电厂汽机给水泵检修案例中，通过上述综合措施，泵体振动从 7.8mm/s 降至 2.3mm/s ，轴承寿命延长至 3 年以上，设备故障率下降 65% ，验证了该套减振方案的有效性。

参考文献

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