Из практики виброналадки теплоэнергетического оборудования

Исходная ситуация: две турбины обслуживаются шестью установленными в отдельном помещении насосами вертикального исполнения типа П750/25 производительностью 750 м³/ч с двигателями 4АН280Ш3 мощностью 110 кВт. Синхронная частота вращения насосов – 1500 об/мин. Для нормирования вибрации выбраны следующие показатели: среднеквадратическое значение виброскорости V_ск = 4,5 мм/c и размах виброперемещения S = 80 мкм. Эти значения совпадали с паспортными данными, однако уровень вибрации подшипников насосов не соответствовал норме, достигая на некоторых агрегатах 600 мкм. При этом значение виброперемещения медленно менялось в очень широком диапазоне.

Пуск двигателя отдельно от насоса показал, что высокий уровень вибрации сохраняется и в этом случае. Конструкция муфтового соединения полностью исключала наличие существенного дисбаланса или биения полумуфты. Из результатов пробной балансировки с установкой груза на колесо храпового устройства с внешней стороны двигателя следовало, что необходима, балансировка ротора на специальном станке. Кроме того, анализ амплитудно-фазо-частотной характеристики агрегата выявил наличие резонанса конструкции агрегата. Для балансировки ротора двигателя был применён станок ВМ3000 фирмы «Диамех 2000» и установлены балансировочные грузы довольно значительной массы. Однако при пуске собранного двигателя отдельно от насоса вибрация снова превысила нормативные значения. После анализа ситуации было принято решение об устранении повышенного уровня вибрации на месте посредством установки балансировочного груза на колесо храпового устройства. Вес необходимого груза составил 25 граммов.

После выявления повышенной чувствительности насоса к дисбалансу было ещё раз проверено качество выполнения опор, но выявленные отклонения были незначительными и не требовали немедленного устранения.

При работе насоса на частоте собственного резонанса естественно ожидать значительного влияния даже допустимых отклонений, которые неизбежны при изготовлении и сборке любого механизма. Центровка валов насоса и двигателя по полумуфтам была выполнена при строгом контроле качества, и при пуске насоса в нормальном рабочем режиме уровень вибрации не превысил установленных нормативных значений.

Однако через некоторое время размах виброперемещения увеличился практически до прежнего значения. При этом единственной ремонтной операцией, произведённой за это время, была регулировка сальникового уплотнения, необходимая при первом пуске. Специалисты определили, что насос устроен таким образом, что сальниковое уплотнение при неравномерной затяжке может оказывать существенное влияние на ротор насоса, создавая усилие в поперечном к оси вращения направлении. Регулировка уплотнения создавала эффект, подобный влиянию изменения центровки роторов. Но при приемлемом уровне вибрации уплотнение практически переставало работать, появлялись протечки циркуляционной воды. Решением этой проблемы стала установка груза на соединительную муфту. Эта операция дала положительный эффект, что подтвердило правильность определения причин повышенной вибрации. На этом ремонтные операции были закончены.

Ясно, что на этом проблемы предприятия, эксплуатирующего насос, не закончатся, ведь сальниковое уплотнение со временем придётся регулировать снова, что неизбежно приведёт к неравномерной затяжке гаек и увеличению вибрации агрегата. Балансировочную операцию придётся повторить, установив груз в новом месте. Это плата за недостатки конструкции данного насоса. В такой ситуации может оказаться эффективной установка автобалансирующего устройства, но она потребует больших временных и финансовых затрат.

О. Осипов

Фрагмент статьи "Проблемы шума и вибрации в теплотехнике". Аква-Терм №1(23) январь 2005