电站立式泵组结构共振的分析及治理

 电站立式泵组结构共振的分析及治理

马建军

江苏华电戚墅堰发电有限公司213000

摘要：本文讨论了电站立式泵组结构共振的分析和治理方法。在分析共振原因的基础上，可以通过修改结构参数、调整工作条件、安装补偿装置等来减小共振振幅。综合多种治理方法可以有效地解决共振问题，并由专业人士进行操作，以确保治理方案的可行性和有效性。

关键词：电站；立式泵组；共振；分析治理

电站立式泵是电站中常用的重要设备，但在运行过程中常常会出现结构共振问题，给电站的安全稳定运行带来隐患。因此，对电站立式泵组结构共振的分析和治理方法进行研究具有重要的实际意义。

一、结构共振理论

结构共振是指在外部激励或内部能量输入的作用下，结构系统与某一特定频率的振动源或激励源发生共振现象。共振会导致结构的振幅增大，甚至引起结构破坏或破坏附近的设备。在理论上，结构共振可由结构的自然频率与外部激励频率之间的共振条件来描述。共振条件为：f = fn * n其中，f是外部激励频率，fn是结构的自然频率，n为整数。结构的自然频率取决于结构的几何形状、材料特性以及边界条件。当外部激励频率与结构的自然频率相近时，共振就可能发生。

二、泵组振动分析

    泵组振动分析是指对泵组系统中的振动进行检测、分析和评估的过程。泵组振动一般分为以下几种类型。

2.1轴向振动。泵轴的运动沿着泵轴线方向发生的振动。轴向振动可能由不均匀的液体流量或不平衡引起。

2.2径向振动。泵轴向外或向内的振动。径向振动可能由不平衡的转子或偏心引起，也可能由流体力学不平衡或环境因素引起。

2.3径向轴向振动。同时存在径向和轴向振动。

2.4压力脉动。泵系统中流体流动引起的压力波动，可能导致泵组结构和零部件疲劳、振动和噪声。

进行泵组振动分析的主要目的：一是识别振动源：通过振动测量和分析，确定振动的源头和原因，如不平衡、偏心、材料疲劳等。二是评估振动水平：对泵组系统的振动水平进行评估，并与相关标准和指标进行比较，确定是否存在异常振动和超标问题。三是判断振动对系统性能的影响：振动可能对泵组系统的性能、可靠性和寿命产生不利影响。通过振动分析，评估振动对系统的影响，并采取相应的措施解决问题。四是提出振动控制和改进措施：基于振动分析的结果，提出改进和控制振动的建议和方法，以减少振动水平，提高泵组系统的性能和可靠性。

三、振动治理

振动治理是指针对工程、设备、结构等系统中的振动问题，采取相应的措施来减少或消除振动的过程。

3.1设计优化

在系统设计阶段，考虑振动问题并进行设计优化，减少振动源的产生和传播。可以通过合理的结构设计、减少不均匀质量分布、垫片或衬垫的使用等手段来优化设计。

3.1.1结构优化。在系统设计阶段，通过合理的结构设计来减少振动源的产生和传播。例如，在机械系统中，可以采用减振弹簧、减振垫片等装置来减少振动。在建筑结构中，可以通过合理的结构布局、加固措施等来减少振动。

3.1.2质量平衡。对于存在不平衡的设备或结构，进行质量平衡调整，减少不平衡产生的振动。例如，在旋转机械中，通过平衡质量来减少不平衡力矩，降低振动。质量平衡可以通过增加平衡质量或调整质心位置来实现。

3.1.3材料选择。选择合适的材料，具有良好的机械刚度和强度，可以有效减少振动。在结构设计中，选用合适的刚性材料，防止结构产生过大的变形和振动。

3.1.4减振装置的设计。在系统设计中加入减振装置，用于吸收和减缓振动能量的传播。常见的减振装置包括弹簧、减振垫片、减振吸震器等，可以将振动能量转化成其他形式的能量，从而减少振动。

3.1.5模态分析与动力学设计。通过模态分析和动力学设计，了解结构或设备的自然频率和振动模式，并相应地设计结构或设备，避免共振效应的发生。通过合理的模态分析和动力学设计，可以降低振动幅值，提高系统的稳定性。

3.2振动隔离

通过使用振动隔离器等装置，在系统的振动源和环境之间建立隔离层，减少振动的传播。振动隔离可以采用弹性垫、减振材料、弹簧隔振器等方式实现。

3.3调整平衡

对于存在不平衡的设备或结构，进行平衡调整，减少不平衡产生的振动。平衡调整可以通过增加平衡质量、减少质量偏心等方式实现。

3.4减振措施

对于已经存在的振动问题，采取减振措施进行治理。常见的减振措施包括加装振动吸收材料、增加阻尼、结构加固等。

3.4.1弹簧减振。在振动源和振动接受体之间添加弹簧装置，弹簧可以吸收和分散振动能量，减少振动传递。例如，在机械系统中，可以使用弹簧隔振器、减振吊挂等减振装置来减少振动的传播。

3.4.2减振器。减振器是一种专门设计的装置，可用于减少振动和震动传递。常见的减振器包括液体减振器、气体减振器、液体-气体混合减振器等。减振器通过吸收和分散振动能量，减小振动传递的效果。

3.4.3减振垫片。减振垫片是一种可弯曲的材料，可嵌入在两个接触表面之间，用于减少振动和冲击传递。减振垫片能够吸收和分散振动能量，减少结构的振动。常见的减振垫片材料有橡胶、聚氨酯等。

3.4.4能量吸收结构。通过在结构中引入具有吸能能力的材料或装置，可以减小振动能量的传递。例如，在汽车碰撞时，车身部分使用可塑性材料或吸能装置，能够吸收碰撞能量，减小振动传递到乘员室的效果。

3.4.5结构改进。通过改变结构的刚度、形状等参数，可减小振动的传递。例如，在建筑结构中，添加横梁、加固柱子等措施可以增加结构的刚度，减少振动。在机械系统中，调整机构设计，避免共振效应的发生，也可以实现减振的目的。

3.5振动监测和维护

定期进行振动监测和维护，及时发现和解决振动问题。通过振动传感器等设备对振动进行在线监测，当振动超过预设阈值时，及时采取相应的处理措施。

四、结语

    在治理共振问题时，需要综合考虑振动源的特点、结构的特性和现场实际情况，并与专业人员进行沟通和协作。同时，定期进行振动检测和监测，及时发现问题并采取相应措施，确保电站立式泵组的稳定运行和安全可靠。

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