摘要：本文研究了基于动力吸振原理的变频凝泵振动处理技术，提出了一种正交-质量阻尼可调的动力减振装置。通过凝泵模态分析，设计并开发了多自由度方向的固、液双阻尼系统吸振装置。现场试验表明，加装吸振器后凝泵垂直方向振动大幅降低，设计频率点振动减少70%，超标转速区间减少35%。结合动平衡，常用转速振动超标区间缩至50 r/min，满足变频运行需求，有效解决了火电机组凝泵振动问题。

关键字：凝结水泵，动力吸振，振动处理；

0引言

火电机组在新型电力系统中承担发电与调节双重功能，是发电领域重要的支撑和保障。由于新能源电力接入存在间歇性、波动性、随机性问题，火电机组需要频繁、大范围调节运行负荷，以便及时消纳新能源电量，当机组处于深度调峰（20%-30%额定负荷）范围时，保障火电机组稳定运行的变频凝泵会面临低转速区间振动严重超标问题，导致机组运行负荷被迫提升，造成电网“弃风、弃光”现象，因此火电机组凝泵振动问题严重制约了火电机组安全运行与新能源高水平消纳，振动治理难题亟待解决。

本文提出凝泵吸振技术，基于动力吸振原理发明了一种正交-质量阻尼可调的动力减振装置，解决了凝泵等立式转动设备在低转速区间结构共振监测和治理难题。

1动力吸振原理

动力吸振器模型是一个弹性阻尼振动系统，在激振力P（t）作用下产生振动。

忽略一些次要因素的影响，可将其简化为图1-1a所示的包含有质量块M、弹簧K、阻尼C1的单自由度单阻尼振动系统的物理模型。若附加上k～m～C2则成为图1-1b所示的两自由度双阻尼振动系统，其受力情况如图1-2所示。

在激振力 P（t）作用下其振动方程为（不计重力及产生的初位移）。

如果适当选择参数 k、m、C2的大小，可使得 k～M～C1振动系统的振动有所削弱。因此，我们把附加 k～m～C2的振动系统称为阻尼吸振器。

2凝泵模态分析

对凝结水泵开展模态分析，如图2-1所示，由于泵轴较长，导致转子-内筒固有频率较低，约为2.6 Hz，同时，在工作转速内，还可能激发二阶模态；外筒固有频率相对较高，约为21 Hz；由图2-1（c）、（d）可知，电机在X、Y方向固有频率分别约为16.07 Hz、18.15 Hz，相差2.08 Hz，说明两个方向刚度不对称，进出水管方向（Y方向）的刚度较高。

由泵体结构特点可知，泵体上存在较大的检修人孔，为分析检修人孔对电机两个方向刚度及固有频率的影响，建立了“无孔”模型。模态计算得出：“无孔”模型下X、Y方向固有频率相差仅0.35 Hz，说明检修人孔是引起电机两个方向刚度差异的主要原因。

3凝泵吸振器开发

依据动力吸振原理，设计一款凝泵动力吸振装置外形如图3-1所示。其主体设计为长方体结构，通过四条腿与电机顶部盖板连接。

通过在多自由度方向设置固、液双阻尼系统，利用同频共振耗能的方式解决了不同方向、不同频率下的凝泵结构共振问题，装置具备调频范围广、适用性强、调节灵活的优点。

4试验验证

对凝泵吸振器进行现场试验验证，在某厂凝泵三个阶段的振动情况汇总。加装减振器和动平衡试验后，凝泵垂直方向振动大幅度减小。本次试验，水平方向没有加装减振器，凝泵水平方向振动变化不大，验证了吸振器的吸振效果。

5结论

（1）加装动力吸振器后，凝泵振动大幅度降低。其中，设计频率点处振动下降了70%，振动超标转速区间缩小了35%。

（2）该凝泵初始振动较大，达到520μm。虽然动力吸振器取得了70%左右的减振效果，但难以将凝泵振动全频段减小至合格水平。在加装吸振器基础上，结合动平衡试验，凝泵常用转速附近振动超标（>80μm）区间仅为50 r/min，基本可以满足凝泵变频运行需求，运行中建议避开1130r/min-1180r/min转速范围运行。

（3）加装吸振器后，降振效果最高达70%，结合动平衡技术课进一步降低凝泵幅值，该方式的结合可有效治理变频凝泵共振问题，吸振器+动平衡的处理方式不受设备类型限制，在发电领域凝泵振动治理上可大范围推广。

参考文献

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黄幸，男，汉，1987-12，江西省新余市，本科，高级工程师，设备管理，江西大唐国际抚州发电有限责任公司。