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摘 要 ： 广州中电荔新电力实业有限公司两台2×330MW机组的电动给水泵在启动过程中出现泵体轴系轴振值（ x / Y方向）在某转速段偏高的现象。为此本文笔者通过对比电泵在不同的启动工况下的振动情况进行监测分析，并结合生产厂家提供的技术资料作出判断：电泵在启动过程中在某转速段轴振值偏高的原因是与该类型液力耦合器的特性相关的：当液力耦合器的传动比值在I≈0.66左右时，由于功率损失大，导致工作油油温升高较快，造成耦合器箱体热膨胀，引起轴系中心偏移，导致振动值增大。根据分析结果对电动给水泵的安全运行提出了相应的运行建议。
关键词：电动给水泵；液力耦合器；滑差率；传动比
广州中电荔新电厂两台机组的给水系统配置有两台50%容量汽动给水泵和一台30%容量电动给水泵。正常工况下，两台汽动给水泵运行，电动给水泵处于热备用状态。电动给水泵在机组启停过程中或汽动给水泵检修时投运。自2012年机组调试工作开始，电动给水泵启动过程中出現泵驱动端轴振动值（X/Y方向）高报警，经查找分析发现电动给水泵在某些转速（r≈3100rpm、r≈3300rpm、r≈3600rpm）停留运行时振动值会增大，远离这些转速区域振动即恢复正常值。本文笔者通过对电动给水泵及液力耦合器的工作原理、说明书进行查找分析、以及通过自身平时的运行经验对该现象提出看法并对运行操作提出有针对性的建议。
一、现象说明
下图是两台机组电泵在不同转速下泵体驱动端与自由端的振动值
由此图可以发现驱动端的轴振偏大的现象，两台电泵均有，是一个共性的问题。电泵泵体与电机之间用液力耦合器相连接，分析耦合器的运行工况对给水泵轴振的影响。
二、耦合器的基本结构及工作原理
1.概述：两台机组的电动给水泵均采用上海电力修造总厂生产的调速型液力偶合器（YOT46-508）。它是以液体（润滑油）为工作介质，利用液体（润滑油）的动能的变化来传递能量的叶片式传动机械。基本结构：泵轮与电机段联接输入电能，涡轮与泵体段联接产生机械能。泵轮和涡轮合在一起形成工作油腔室，当耦合器工作油腔充满油时，传递扭矩的能力最大，当耦合器工作油腔排空油时，传递扭矩的能力最小，通过改变工作油腔内的油量，可改变传递扭矩，从而实现耦合器的调速功能。
2.液力耦合器的工作特性
液力偶合器内液体的循环是由于泵轮与涡轮流道间不同的离心力产生压差而形成，其中泵轮转速一定要稍大涡轮的转速。只有这样，循环泵轮出口油压才能高于涡轮入口油压，从而完成扭矩的传递。因此泵轮和涡轮之间必然有转速差（即滑差），这是液力偶合器的工作特性所决定的。泵轮与涡轮的转速比用传动比i表示。
液力偶合器在工作过程中必然会产生能量损失，主要是液体在工作腔内流动的流动损失和进入工作轮入口处的冲击损失，工作轮与空气摩擦损失以及轴承、密封、齿轮付等的机械损失等。液力偶合器的输出功率总是小于输入功率，二者的比值就是偶合器的传动效率η0，偶合器传动效率等于其传动比i。
图1-1所示是上海电力修造总厂提供的液力偶合器效率特性曲线。从该曲线可以看出，当传动比为1时，耦合器效率等于0，这是因为当偶合器在高传动之比时，泵轮、涡轮转速相当接近，工作腔内液体的循环流动明显减弱，传递的有效扭矩极小，而摩擦损失的扭矩所占比重相对增加，所以，效率明显低于传动比，在传动比iB=0.97-0.99时传动效率η0达最大值，以后不再随涡轮转速的增加而增加，而是很快地下降为零。
以上分析可知，从偶合器工作轮本身来讲，应该长期处于高传动比下工作，才能获得最佳经济效益。
3.偶合器的原始特性
图1-2是厂家提供的偶合器外特性曲线。由图1-2可以看出，液力偶合器传递扭矩的能力随充液量的减少而减少，随传动比的减少而增大。如果用q来表示工作腔室的充油程度，则q=1.0称为全充油，由图1-2可见：q=1.0时，扭
矩曲线光滑，而q较 小时，扭矩特性曲线不光猾，这时，偶合器处于不稳定工作区。
三、耦合器受热膨胀的因素
耦合器在调速工作过程中，不可避免地存在滑差损失，这一损失最终将全部转化为热量，这些热量一部分通过偶合器零件，向周围空气散发，但大部分是加热了工作液体。使工作液体温升，这样会影响偶合器的工作能力，产生不良的机械后果。所以，偶合器要配置工作液冷油器。
正常工作时，由偶合器功率损失转换的热量为：
四、讲义关于设备安装的规范要求
根据上海电力修造总厂提供的《调速给水泵组讲义》关于安装要求的说明：液力耦合器输入、输出轴端间距在增速齿轮工作时的温升和箱体膨胀的作用下，将增加约0.1-0.15mm，液力耦合器的运行温度会造成轴中心高度约0.2mm的热膨胀值，增加的膨胀值引起轴系中心偏移，导致设备振动值增大。设备在安装过程中已考虑各种热涨、运转间隙等因素，并给予相应补偿。
五、结论
结合现实情况下电动给水泵在启动期间驱动端轴振动值最高不超过90 um ，这是由于液力耦合器的传动比值在I≈0.66左右时，由于功率损失大，导致工作油油温升高较快，造成耦合器箱体热膨胀，引起轴系中心偏移，导致振动值增大。可以认为电动给水泵的启动过程是正常的，没有存在需要消除的设备隐患，只需在运行操作及巡检方面把握好几个要点。
综上所述：我司两台电动给水泵在启动过程中，在3000rpm-3600rpm范围内，出现泵体驱动端轴承轴振值偏大的现象，属于设备固有的特性。作为运行操作人员，在遇到此类情况时，无需惊慌失措，只要做好各参数的监视及巡检，缩短泵组在 区域的停留时间，尽快把转速提升至正常转速。
六、运行建议
1. 根据厂家技术资料，对于YOT46-508型调速型液力偶合器而言，其最大发热工况在转速比i=0.66区域（按照泵轮最大转速4980rpm计算为3300rpm左右），最大发热功率损耗约为电机额定功率的15%。因此在运行中应尽量避免在最大发热点附近长期工作。也就是说在启动电动给水泵过程中，应尽量避免在3000rpm至3600rpm区域停留时间过长，同时要多留意工作油冷油器是否处于正常工作状态，避免工作油油温过高。
2.当偶合器输出转速很低时，即勺管位置接近开度为零时，可能会出现在正常工作范围内运转没有出现过的噪声。这是由于勺管口与泵轮外缘泄油孔相遇产生的“汽笛效应”所致。若遇此情况，运行人员采取以下措施即可解除：缓慢地将勺管位置提高。
3.运行过程中应避免给水泵超载运行，特别是大起大落的运行，此种运行方式可能会造成给水泵推力轴承的磨损，而引起震动。
关键词：电动给水泵；液力耦合器；滑差率；传动比
广州中电荔新电厂两台机组的给水系统配置有两台50%容量汽动给水泵和一台30%容量电动给水泵。正常工况下，两台汽动给水泵运行，电动给水泵处于热备用状态。电动给水泵在机组启停过程中或汽动给水泵检修时投运。自2012年机组调试工作开始，电动给水泵启动过程中出現泵驱动端轴振动值（X/Y方向）高报警，经查找分析发现电动给水泵在某些转速（r≈3100rpm、r≈3300rpm、r≈3600rpm）停留运行时振动值会增大，远离这些转速区域振动即恢复正常值。本文笔者通过对电动给水泵及液力耦合器的工作原理、说明书进行查找分析、以及通过自身平时的运行经验对该现象提出看法并对运行操作提出有针对性的建议。
一、现象说明
下图是两台机组电泵在不同转速下泵体驱动端与自由端的振动值
由此图可以发现驱动端的轴振偏大的现象，两台电泵均有，是一个共性的问题。电泵泵体与电机之间用液力耦合器相连接，分析耦合器的运行工况对给水泵轴振的影响。
二、耦合器的基本结构及工作原理
1.概述：两台机组的电动给水泵均采用上海电力修造总厂生产的调速型液力偶合器（YOT46-508）。它是以液体（润滑油）为工作介质，利用液体（润滑油）的动能的变化来传递能量的叶片式传动机械。基本结构：泵轮与电机段联接输入电能，涡轮与泵体段联接产生机械能。泵轮和涡轮合在一起形成工作油腔室，当耦合器工作油腔充满油时，传递扭矩的能力最大，当耦合器工作油腔排空油时，传递扭矩的能力最小，通过改变工作油腔内的油量，可改变传递扭矩，从而实现耦合器的调速功能。
2.液力耦合器的工作特性
液力偶合器内液体的循环是由于泵轮与涡轮流道间不同的离心力产生压差而形成，其中泵轮转速一定要稍大涡轮的转速。只有这样，循环泵轮出口油压才能高于涡轮入口油压，从而完成扭矩的传递。因此泵轮和涡轮之间必然有转速差（即滑差），这是液力偶合器的工作特性所决定的。泵轮与涡轮的转速比用传动比i表示。
液力偶合器在工作过程中必然会产生能量损失，主要是液体在工作腔内流动的流动损失和进入工作轮入口处的冲击损失，工作轮与空气摩擦损失以及轴承、密封、齿轮付等的机械损失等。液力偶合器的输出功率总是小于输入功率，二者的比值就是偶合器的传动效率η0，偶合器传动效率等于其传动比i。
图1-1所示是上海电力修造总厂提供的液力偶合器效率特性曲线。从该曲线可以看出，当传动比为1时，耦合器效率等于0，这是因为当偶合器在高传动之比时，泵轮、涡轮转速相当接近，工作腔内液体的循环流动明显减弱，传递的有效扭矩极小，而摩擦损失的扭矩所占比重相对增加，所以，效率明显低于传动比，在传动比iB=0.97-0.99时传动效率η0达最大值，以后不再随涡轮转速的增加而增加，而是很快地下降为零。
以上分析可知，从偶合器工作轮本身来讲，应该长期处于高传动比下工作，才能获得最佳经济效益。
3.偶合器的原始特性
图1-2是厂家提供的偶合器外特性曲线。由图1-2可以看出，液力偶合器传递扭矩的能力随充液量的减少而减少，随传动比的减少而增大。如果用q来表示工作腔室的充油程度，则q=1.0称为全充油，由图1-2可见：q=1.0时，扭
矩曲线光滑，而q较 小时，扭矩特性曲线不光猾，这时，偶合器处于不稳定工作区。
三、耦合器受热膨胀的因素
耦合器在调速工作过程中，不可避免地存在滑差损失，这一损失最终将全部转化为热量，这些热量一部分通过偶合器零件，向周围空气散发，但大部分是加热了工作液体。使工作液体温升，这样会影响偶合器的工作能力，产生不良的机械后果。所以，偶合器要配置工作液冷油器。
正常工作时，由偶合器功率损失转换的热量为：
四、讲义关于设备安装的规范要求
根据上海电力修造总厂提供的《调速给水泵组讲义》关于安装要求的说明：液力耦合器输入、输出轴端间距在增速齿轮工作时的温升和箱体膨胀的作用下，将增加约0.1-0.15mm，液力耦合器的运行温度会造成轴中心高度约0.2mm的热膨胀值，增加的膨胀值引起轴系中心偏移，导致设备振动值增大。设备在安装过程中已考虑各种热涨、运转间隙等因素，并给予相应补偿。
五、结论
结合现实情况下电动给水泵在启动期间驱动端轴振动值最高不超过90 um ，这是由于液力耦合器的传动比值在I≈0.66左右时，由于功率损失大，导致工作油油温升高较快，造成耦合器箱体热膨胀，引起轴系中心偏移，导致振动值增大。可以认为电动给水泵的启动过程是正常的，没有存在需要消除的设备隐患，只需在运行操作及巡检方面把握好几个要点。
综上所述：我司两台电动给水泵在启动过程中，在3000rpm-3600rpm范围内，出现泵体驱动端轴承轴振值偏大的现象，属于设备固有的特性。作为运行操作人员，在遇到此类情况时，无需惊慌失措，只要做好各参数的监视及巡检，缩短泵组在 区域的停留时间，尽快把转速提升至正常转速。
六、运行建议
1. 根据厂家技术资料，对于YOT46-508型调速型液力偶合器而言，其最大发热工况在转速比i=0.66区域（按照泵轮最大转速4980rpm计算为3300rpm左右），最大发热功率损耗约为电机额定功率的15%。因此在运行中应尽量避免在最大发热点附近长期工作。也就是说在启动电动给水泵过程中，应尽量避免在3000rpm至3600rpm区域停留时间过长，同时要多留意工作油冷油器是否处于正常工作状态，避免工作油油温过高。
2.当偶合器输出转速很低时，即勺管位置接近开度为零时，可能会出现在正常工作范围内运转没有出现过的噪声。这是由于勺管口与泵轮外缘泄油孔相遇产生的“汽笛效应”所致。若遇此情况，运行人员采取以下措施即可解除：缓慢地将勺管位置提高。
3.运行过程中应避免给水泵超载运行，特别是大起大落的运行，此种运行方式可能会造成给水泵推力轴承的磨损，而引起震动。