燃煤电站给水系统给水泵在运转的时候，转子会有轴向推力，为了防止转子轴向窜动导致动静部位的摩擦，通常情况下会安装平衡鼓、推力轴承等平衡装置[1-3]。其中，大部分轴向推力由平衡鼓承受，小部分轴向推力及因某些特殊情况而引起的额外轴向推力则由止推轴承承受。在给水泵进行大修的时候，如果平衡鼓与平衡盘座、推力盘与推力瓦组件之间的间隙与厂家的设计值不一致，那么在给水泵运转过程中，就会产生动静部分的摩擦，从而造成给水泵轴承的振动大等问题，严重的话，就会使给水泵损坏。

某电厂350 MW机组配有两套汽动式给水泵，给水泵与透平用隔膜耦合器相连，给水轴承为圆柱形轴瓦。膜片联轴器是由一定数量的高强度合金薄片叠合而成的，它利用膜片传递主从动轴之间的转矩，并利用膜片弹性变形来补偿输入和输出轴在3个方向（横向、轴向和角向）的相对位移，从而起到吸振、减振的作用。因为联轴器能够吸收传动轴两侧的不对中和冲击，所以轴系各跨转子振动是相对独立的，彼此间的振动影响较小[1]。

汽动给水泵组轴系结构见图1。

图1给水泵组结构图

机组 A型给水泵轴承的振动随运行年限呈逐步增加的趋势，在上一次停机小修后重新起动时，3型给水泵的振动比上一次有所增加。3号轴承的振动，从4200 r/分钟开始，随着速度的增加而增加，在4500 r/分钟的时候，3 X方向的振动达到了80.6微米，已经达到了一个警戒值，其中75微米的工作频率是75微米，占据了最大的频率，并且相位角是稳定的；在4 Y方向上，振动可达到62微米，其工作频率有52微米，工作频率有稳定的相位角，二倍频有12微米，并含有微量的高阶共振成分。3号轴承和4号轴承的振动频率在 X和 Y方向上基本上是相反的，都是二阶振型，振动资料显示，在4500 r/min的每一次转速下，振动数据都是相同的，供水泵蒸汽涡轮的振动和大修之前的振动是相同的。

1振动原因分析

经测试，三支承的振动主要是由于给水泵转子质量不平衡过大所致，四支承的振动主要是由于转子同心度偏大所致。泵的转子会产生不平衡力，其原因有以下几个方面：

(1)转子有初始的不均衡现象；

(2)给水泵和汽轮机转子中点偏差较大，其原因除了大修时对中不当之外，也有可能是因为泵在热状态下膨胀受到阻碍，或小机组滑销的间隙太大，造成了中点偏差；

(3)轴承衬套的维修方法不正确，使轴承衬套的抗振动性能降低。因此次停机仅检查了给水泵的轴瓦，在3号支承的底瓦上发现有较小的磨损。对轴瓦磨损部位进行了修整，并对转子轴颈进行了抛光处理，对轴瓦顶隙进行了再次测量，发现3瓦和4瓦顶隙都较上一次维修时有所增加，为确保轴瓦的抗振性，将2瓦的顶隙调整到标准值的最大值。

经上述分析，排除了给水泵转子自重不均衡及三轴轴承抗振性能降低两种可能。所以，这次大修后，三号轴承的同心度偏大，是导致其振动增加的根本原因。安装在汽轮机与给水泵之间的膜片耦合器是一种半柔性耦合器，它能够利用膜片的弹性变形来补偿轴系同心度的偏差，但由于膜片耦合器的角度补偿能力非常有限（通常仅为1.0°~1.5°），所以在安装耦合器时，对汽轮机和给水泵转子的对中要求也非常高。隔膜耦合器的错中有两种情况，一种是平行错中，另一种是角度错中。另一种是平行错中，另一种是角度错中。另一种是平行错中，另一种是角度错中。角度不对中可以被转换成轴向位移 Uz和侧向位移 Uy，侧向位移会引起耦合器的弯曲应力，如果侧向位移很小时，则膜片上的应力会比它的许用应力小，因此，膜片联轴器能够起到吸振、减振的效果；在横向位移过大的时候，薄膜上的弯曲应力会导致薄膜变形，在垂直转子轴线方向上产生不平衡力，导致轴承工频振动大[2]。

2处理措施

因为3号和4号轴承的振动数据在每次转速改变到4500 r/min时都没有太大的改变，所以这就表明，联轴器对中的状况已经稳定下来，因此，为了降低3号轴承的振动，决定在联轴器上进行动平衡。加重方式为：在油泵侧缘附近配重25 g∠30°的耦合器上。在加重后，当给水泵转速升到4500 r/min的时候，3轴承振动显著降低，但是4号轴承振动略有增大，其中3 X:32μm70∠度/42μ m,3 Y:13μm171∠度/25μ m,4 X:35μm43∠度/67μ m,4 Y:55μm175∠度82μ m。从上述动平衡结果可以看出，采用了耦合配重后，不对中引起的不平衡力显著降低，转子振动模态从二阶变为一阶，但不对中对4号轴承的影响并没有因为不平衡力的减少而得到改善。为降低4号支承的振荡，提出了降低支承顶间隙、提高支承的动态刚度的措施。

在此次检修过程中，测量到4号轴瓦的顶隙为0.33 mm，超过了其标准值0.24~0.30 mm的上限。为避免给水泵轴瓦的温度超限，只将其调整到0.30 mm。根据操作记录，在4500转/分的情况下，4号轴承的温升约为50℃，经过现场工作人员的研究，确定了将顶间隙减小到0.22-0.26毫米。在轴承顶隙降低之后，给水泵重新启动，4 Y振动在4500 r/min的时候得到了显著的改善，下降到28μm125∠度/59μ m,3 X方振动上升到67μm352∠度/82μ m。表明在4号支座上间隙减少后，薄膜耦合器承受的弯矩应力有了变化，从而使耦合器的弯矩方向发生改变。

A型给水泵在经过一段时期的运转后，其支承的振动趋于平稳。通过上一次的动态平衡，确定了对偶合处的配重，经过计算：移去上一次的配重，80°°角23 g。在加重之后，给水泵3号轴承振动得到了显著的改善，4号轴承振也有轻微的减小，但是4 Y振动频谱中二倍频和高次谐波振动成分比较大，这说明联轴器不对中对4号轴振的影响并没有随着不平衡力的减小而得到改善，需要在检修时对联轴器进行重新对正后，才能完全解决。

3结论

(1)由于给水机组的汽轮机与转子中心位置偏离过大，超过了膜片联轴节的补偿范围，从而导致了给水机组的严重振动。(2)薄膜耦合器具有吸振、隔振的特点，且3号支承具有很高的动态刚度，所以其振动频谱中没有显著的二次、高次谐波成份。(3)动平衡能降低对中所引起的失衡作用力，但不能提高二倍频、高次谐波的振动，因为当激励作用力降低后，转子的振动模态也会改变，所以动平衡不能提高4号支承的振动。(4)由于隔膜耦合器的侧向刚性不好，当支承的动态刚性发生改变时，会使耦合器的弯头位置发生改变，从而造成新的失衡，所以调节轴瓦顶隙后，需再次进行动态平衡。(5)耦合器同心度不一致是导致给水泵产生振动的一个主要因素，而在较长的时间内，由于耦合器同心度不一致，也可能导致隔膜破裂，从而导致装置发生故障。所以，在对隔膜接头进行大修时，仍然要严格遵守对中准则，以减少错位对转子振动的影响。

参考文献

[1]李小彭,姚红良,孙伟,等.膜片联轴器对转子系统动态特性的影响分析[J].机械强度,2006,28(3):322～326.

[2]申屠柳芳,张相炎.关节联轴器角不对中补偿能力的研究[J].淮海工学院学报,2004,13(1):11～14.