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6 6 6化工机械 2 0 1 0 年 循环水泵振动原因分析及解决措施 侯振宇+屈世栋 ( 中国石化股份有限公司天津分公司机械研究所) 摘要针对循环水泵振动值过大的现象，应用D P l 5 0 0 离线数据采集器对泵组进行振动监测，发现泵 组具有相同的振动特征，通过频谱分析，找出了循环水泵振动故障的主要原因，并制定解决方案，取得了 较好的效果。 关键词循环水泵振动频谱分析改进 中图分类号T Q 0 5 1 2 l文献标识码 B 文章编号0 2 5 4 击0 9 4 ( 2 0 1 0 ) 0 5 - 0 6 6 6 _ 0 2 在石油化工企业中，离心泵是生产中应用最 广泛的动设备。由于离心泵的结构及零部件设计 加工、安装过程、维护检修等方面的原因和运行操 作方面的问题，使得机器在运行过程中会产生振 动。大多数离心泵都因产生振动而未充分发挥其 作用，泵的过大振动还直接缩短了其运行寿命。 笔者针对现场循环水泵振动值过大的现象，通过 对其进行振动监测，分析故障原因，并采取改进措 施，收到了较好效果。 1 泵产生振动的原因分析 1 1 设计缺陷引起的振动 离心泵设计上刚性不足、叶轮水力设计考虑 不周全、叶轮质量偏心、轴承座结构不佳以及电机 与基础之间采用的固定形式不好，是泵产生振动 的原因。 1 2 管道安装引起的振动 泵的出口管道支架刚度不够，造成管道下压 在泵体上，使得泵体和电机的对中性不好；管道在 安装过程中较劲太大，使得进出口管路与泵连接 时内应力大；进、出口管线松动，约束刚度下降甚 至失效，这些原因都会直接或者间接地导致泵 和管路的振动。 1 3 运行工况方面引起的振动 泵的实际操作不当，水泵进口流速和压力分 布不均匀，泵进出口工作液体的压力脉动、液体绕 流、偏流和脱流，非定额工况以及各种原因引起的 水泵汽蚀等，都是常见的引起泵机组振动的原因。 1 4 选用不当引起的振动 单泵选型不当或是两种型号不匹配的泵并联 等，这些都会造成泵的振动。 2 循环水泵故障诊断实例分析 2 1 泵组技术参数及测点布置 某石化公司循环水厂的9 台循环水泵为卧式 双吸单级离心泵，流量90 0 0 m 3 h ，泵转速7 3 0 r m i n ，轴功率l4 9 3 k w ，叶轮直径9 6 0 m m ，出口压力 0 5 5 M P a ，额定扬程为5 5 m ，泵体安装方式采用底 脚安装。泵组测点如图1 所示。 l v l h l a2 v 2 h 2 a 电机泵 图1测点布置示意图 v 垂直方向；h 水平方向；a 轴向 2 2 振动故障分析 从2 0 0 9 年7 月初开始单机试车，试车时发现 在额定工况下，9 台循环水泵的振动值均超标，最 大达到1 6 m m s ，按照标准J B T 8 0 9 7 1 9 9 9 泵的 振动测量与评价方法，振动值不应大于7 1m m s 。通过测试可以看出，9 台水泵具有相同的振动 侯振字，男，1 9 8 0 年4 月生，助理工程师。天津市，3 0 0 2 7 l 。 万方数据 第3 7 卷第5 期化工机械 6 6 7 特征。下面以对F 泵的振动状态监测及分析为 例，说明故障诊断的过程。 在对F 泵监测中发现，电机两侧的振动幅值 不大，而靠近水泵的两侧振动值超标严重，并且在 靠非联轴器端轴承箱处的振动值要大于联轴器端 的振动值，这一现象表明，机组主要振动源不在电 机上而在循环水泵上，为进一步确认其故障原因， 对振动值较大的l 、2 测点垂直方向进行频谱分 析，频谱图如图2 所示。 二一7 O 餐 3 0 - 2 5 弱 硝0 02 0 04 0 0 频率甩z 频率，H z 图2P 1 0 1 F 泵l v 、2 v 测点振动频谱图 从振动频谱图上看，1 v 测点以泵转子叶片的 通过频率雌。( 回转频率叶片数量= 7 3 0 6 0 6 = 7 3 H z ) 占绝对优势，工频、二倍频及其他谐波成 分幅值很小，2 v 测点振动频率除泵转子叶片通过 频率6 倍频外，还有很高的7 倍频成分，因此排除 了转子轴系动不平衡及电机与泵转子不对中的可 能，推断产生强振的主要原因是泵流体激振力的 变化对其的影响，可能是由于入口的工作流量远 低于设计流量，介质入口冲角与叶片安装角偏差 较大产生的。与现场技术人员沟通，调整循环水 泵的工作负荷，振动值减少不明显，振动值过大可 能是叶轮设计方面的问题，另外轴承箱支撑刚度 不足、机械基础松动都可能是产生机组振动过大 的原因。 2 3 解决措施及效果 与设计单位和制造厂家协商后，在水泵增设 导流板，修磨了泵体隔舌和壳体隔板，重新考虑叶 轮的水力设计，将F 泵的叶轮叶片数由原来的6 片改为7 片，增加轴承箱支撑刚度，在轴承箱采用 多排螺栓进行加固。 取机组试车整改前的振动监测数据与改进后 运行一段时间的振动数据进行对比，见表1 。 表1循环水泵P 一1 0 1 F 监测振动值 从表1 中可以看出，改进后该泵的振动总体 趋势呈下降态势，振动值较大的测点2 垂直方向 的振动也降到允许范围内，说明故障诊断方向是 正确，改进后取得了较好的效果。 3 结束语 通过对9 台循环水泵异常振动的分析，认为 泵叶轮设计不合理以及轴承箱刚度不足等是造成 泵体振动过大的原因，经过重新修改叶轮设计及 增强轴承箱支撑刚度，解决了循环水泵振动过大 的问题，使之在正常的振动值范围内运行，故障诊 断取得了较好的效果。 参考文献 l 张树荫于福禄译泵装置手册北京：机械工业出版 社，1 9 9 2 2 盛兆顺，尹琦岭设备状态监测与故障诊断技术及应 用北京：化学工业出版社，2 0 0 3 ( 收稿日期：2 0 1 0 - 0 1 2 3 修回日期：2 0 1 0 旬9 一1 2 ) ( 上接第6 5 8 页) 时满足反应和分离的需要。在生产实践中，转化 槽没有出现过堵胶和电机跳闸现象。 参考文献 l余国宗化工容器及设备北京：化学工业出版社，1 9 8 3 2 范钦珊压力容器的应力分析与强度设计北京：原子