2025年泵与风机故障考试题及答案

2025年泵与风机故障考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某离心水泵运行中出现剧烈振动，且振动频率与转速频率一致，最可能的故障原因是（）A.轴承润滑脂不足B.叶轮与泵壳发生摩擦C.转子动平衡严重超标D.入口管道存在汽蚀答案：C解析：振动频率与转速频率一致（1倍频）是转子动不平衡的典型特征；轴承润滑不足多表现为高频振动或温度异常；叶轮摩擦会伴随异响且振动频率复杂；汽蚀振动频率较高（2-4倍频）且伴随噪音。2.轴流风机运行中电流突然下降，出口风压降低，但风机转速未变，可能的原因是（）A.电机电源缺相B.叶片角度调节机构卡涩C.入口滤网严重堵塞D.轴承游隙过大答案：C解析：入口滤网堵塞会导致进气量减少，轴流风机在小流量区运行时，风压和电流均下降；电机缺相会导致转速下降或停机；叶片角度卡涩会使性能曲线偏移但电流不一定骤降；轴承游隙过大主要影响振动。3.离心泵启动后出口压力表指针剧烈摆动，泵体发出“噼啪”异响，最可能的故障是（）A.填料函密封泄漏B.叶轮口环间隙过大C.吸入管内存有空气D.电机功率不足答案：C解析：吸入空气会导致泵内流体不连续，引发压力波动和气泡破裂的异响；填料泄漏表现为外漏滴水；口环间隙过大导致效率下降但无剧烈振动；电机功率不足会导致转速无法提升。4.某离心风机长期运行后，相同转速下风量明显降低，且轴承温度持续偏高，可能的故障是（）A.叶片严重磨损B.联轴器对中不良C.电机轴承老化D.润滑油脂型号错误答案：A解析：叶片磨损会减少叶轮做功能力，导致风量下降；同时磨损可能破坏动平衡，引发轴承额外载荷，温度升高；对中不良主要引起振动；电机轴承老化仅影响电机端；油脂型号错误会导致润滑不良但不直接影响风量。5.多级离心泵运行中轴向位移突然增大，最可能的原因是（）A.平衡盘磨损严重B.轴承滚子断裂C.叶轮密封环间隙减小D.出口阀门全开答案：A解析：平衡盘是多级泵平衡轴向力的关键部件，磨损后轴向力无法抵消，导致位移增大；轴承滚子断裂会导致剧烈振动和停机；密封环间隙减小会增加内泄漏但不影响轴向力；出口阀门全开可能增加流量但轴向力由叶轮结构决定。6.罗茨风机运行时噪声异常增大，且机壳温度显著升高，可能的故障是（）A.皮带张力不足B.齿轮副啮合间隙过大C.转子与壳体间隙过小D.进气温度过低答案：C解析：转子与壳体间隙过小会导致摩擦生热和异常噪声；皮带张力不足会打滑但无高温；齿轮间隙过大引起周期性冲击噪声；进气温度过低会降低排气温度。7.某循环水泵采用滑动轴承，运行中轴承温度升至95℃（正常≤75℃），油位正常但油质浑浊，最可能的原因是（）A.轴承间隙过大B.润滑油中混入水分C.冷却水管道堵塞D.轴颈表面划伤答案：B解析：油质浑浊多因进水乳化，乳化油失去润滑性能，导致摩擦生热；间隙过大主要引起振动；冷却水堵塞会导致整体温度升高但油质不变；轴颈划伤会伴随异常磨损痕迹。8.离心式通风机调试时，电机电流超过额定值，可能的原因是（）A.风机转速低于设计值B.管道阻力大于设计值C.气体密度低于设计值D.进口调节门全开启动答案：D解析：离心风机启动时应关闭进口门（或调节门），否则启动负载过大，电流超限；转速低会导致电流下降；管道阻力大时风机工作点左移，电流降低；气体密度低（如高温）会减少轴功率，电流下降。9.轴流泵运行中出现“喘振”现象，其典型特征是（）A.流量、压力周期性波动，伴随剧烈振动B.电机电流持续升高，泵体温度上升C.出口管道发生水锤，发出撞击声D.叶轮叶片出现疲劳裂纹答案：A解析：喘振是轴流泵在小流量区运行时，流体在叶道内分离导致的周期性失速，表现为流量、压力波动和振动；电流持续升高多因过载；水锤是阀门快速关闭引起的压力突变；叶片裂纹需长期疲劳积累。10.某污水泵输送含颗粒介质时，叶轮入口处出现局部蜂窝状磨损，最可能的磨损类型是（）A.粘着磨损B.冲蚀磨损C.疲劳磨损D.腐蚀磨损答案：B解析：含颗粒介质在叶轮入口高速流动时，颗粒撞击金属表面导致冲蚀（磨料磨损），表现为蜂窝状凹坑；粘着磨损是金属直接接触的咬合；疲劳磨损是周期性应力引发的表面剥落；腐蚀磨损需化学腐蚀参与。二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.离心泵汽蚀余量（NPSH）越小，抗汽蚀性能越好。（）答案：√解析：必需汽蚀余量（NPSHr）越小，泵在相同吸入条件下越不易发生汽蚀。2.风机转子动平衡校正后，振动值一定能降至合格范围。（）答案：×解析：振动可能由不对中、基础松动等其他原因引起，动平衡仅解决质量不平衡问题。3.滑动轴承温度升高时，应立即增大润滑油量，无需检查其他因素。（）答案：×解析：温度升高可能是润滑不足、冷却不良或负载过大，需综合排查。4.泵入口管道直径小于泵入口法兰尺寸会增加汽蚀风险。（）答案：√解析：管道直径小会导致流速增加，入口压力降增大，降低有效汽蚀余量。5.轴流风机叶片角度增大时，风量和轴功率均增大。（）答案：√解析：轴流风机性能曲线中，叶片角度增大，流量-功率曲线整体上移，相同转速下风量和功率增加。6.离心泵反转运行会导致流量和扬程大幅下降，但不会损坏设备。（）答案：×解析：反转可能导致叶轮螺母松动、轴封失效，长期反转会损坏轴承和密封。7.罗茨风机的流量与转速成正比，与出口压力无关。（）答案：√解析：罗茨风机是容积式机械，理论流量由转速决定，出口压力由系统阻力决定。8.泵与风机的效率下降一定是由于内部部件磨损。（）答案：×解析：效率下降可能由堵塞、汽蚀、转速降低或系统匹配不当（如阀门节流）引起。9.离心式压缩机的“喘振”与风机喘振机理相同，均发生在小流量区。（）答案：√解析：喘振本质是流体在叶道内的周期性失速，与设备类型无关，均在小流量区发生。10.泵运行中若发现轴承振动值超过标准，但温度正常，可继续运行至计划检修。（）答案：×解析：振动超标可能预示轴承、转子或基础问题，需立即停机排查，避免故障扩大。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述离心泵启动后不出水的可能原因及排查步骤。答案：可能原因：（1）吸入管或叶轮堵塞；（2）泵内未充满液体（灌泵不足）；（3）吸入高度超过允许吸上真空高度（汽蚀）；（4）电机转向错误（叶轮反转）；（5）入口阀门未全开或底阀失效；（6）叶轮损坏或口环间隙过大（内泄漏严重）。排查步骤：①检查入口阀门开度及底阀是否正常，清理滤网；②重新灌泵并排气，确认泵内充满液体；③测量实际吸入高度，计算有效汽蚀余量是否满足要求；④检查电机转向（点动观察叶轮旋转方向）；⑤停机拆检叶轮、口环是否磨损或堵塞；⑥测试电机转速是否正常（避免皮带传动打滑）。2.分析离心风机轴承振动超标的常见原因及处理方法。答案：常见原因：（1）转子动不平衡（叶片积灰、磨损或局部变形）；（2）联轴器对中不良（轴向、径向偏差过大）；（3）轴承损坏（滚子/滚道磨损、游隙过大）；（4）基础或机座松动（螺栓未紧固、混凝土基础开裂）；（5）管道振动传递（风道支架刚度不足）；（6）叶片进入临界转速区（转速接近转子一阶临界转速）。处理方法：①清理叶片积灰或校正变形，做动平衡试验；②重新找正联轴器（使用激光对中仪），调整偏差至0.05mm以内；③更换损坏的轴承，检查润滑脂型号及填充量（2/3腔体）；④紧固基础螺栓，加固机座或修复基础裂纹；⑤增加风道支架刚度，避免共振；⑥调整运行转速避开临界转速区（±15%范围）。3.某电厂循环水泵（单级双吸离心泵）运行中出现以下现象：出口压力波动（±0.1MPa）、电机电流波动（±5A）、泵体有“沙沙”异响。试分析可能的故障原因及诊断方法。答案：可能故障原因：（1）吸入侧有空气进入（如法兰密封泄漏、吸水井水位过低）；（2）叶轮局部磨损或裂纹（破坏流道连续性）；（3）口环间隙不均匀（导致内泄漏不稳定）；（4）吸入管内有杂物（如塑料布、树枝）随水流周期性堵塞；（5）汽蚀初生阶段（气泡周期性提供与破裂）。诊断方法：①检查吸入管法兰、密封处是否有吸气声（涂肥皂水观察气泡）；②测量吸水井水位，确认是否低于最小淹没深度（避免漩涡带气）；③停机拆检叶轮，观察叶片表面是否有磨损痕迹或裂纹（渗透探伤）；④测量口环间隙（圆周方向多点测量），检查是否均匀（标准±0.1mm）；⑤监测入口压力（安装真空表），计算有效汽蚀余量（NPSHa），若接近NPSHr则为汽蚀；⑥检查入口滤网，清理可能存在的杂物。4.简述轴流风机叶片磨损的主要形式及预防措施。答案：主要磨损形式：（1）冲蚀磨损：含尘气体中颗粒高速撞击叶片表面（尤其是前缘），形成凹坑或沟槽；（2）磨粒磨损：颗粒在叶片表面滑动摩擦，导致表面材料剥落；（3）腐蚀磨损：潮湿或腐蚀性气体（如SO₂、Cl⁻）与金属反应，加速磨损进程；（4）疲劳磨损：长期受脉动应力（如涡流激励），叶片表面产生微裂纹并扩展。预防措施：①优化进气系统，增加除尘设备（如布袋除尘器）降低含尘量；②选用耐磨材料（如16Mn、堆焊硬质合金）或表面处理（喷涂陶瓷、渗碳）；③定期清理叶片表面积灰（避免局部磨损加剧）；④调整运行参数，避免长期在小流量区运行（减少涡流和脉动应力）；⑤对腐蚀性介质，采用防腐涂层（如环氧树脂）或选用不锈钢叶片；⑥定期检测叶片厚度（超声波测厚），及时更换磨损超标部件（剩余厚度＜原厚度70%时更换）。5.某炼油厂热油泵（高温离心泵）运行中出现机械密封泄漏，试从安装、运行、材料三方面分析可能原因。答案：安装方面：①密封压缩量过大或过小（过大导致摩擦副过热，过小导致贴合不紧）；②动环、静环端面不平行（安装时未找正，导致局部接触）；③密封压盖螺栓紧固不均（引起压盖变形，密封面偏磨）；④轴套或泵轴径向跳动超标（运行中密封面周期性分离）。运行方面：①介质温度过高（超过密封材料耐温极限，如普通石墨环≤400℃）；②介质含颗粒（进入密封面，加剧磨损）；③泵抽空（密封面干摩擦，产生热裂）；④压力波动大（密封面承受交变载荷，加速疲劳）。材料方面：①动环/静环材料匹配不当（如硬对硬易产生热裂，软对硬易磨损）；②辅助密封圈（O型圈）耐温/耐腐蚀性不足（高温下老化或被介质溶解）；③弹簧材料抗高温蠕变性能差（长期高温下弹力下降，密封面贴合力不足）。四、综合分析题（每题15分，共30分）案例1：某钢铁厂烧结车间的离心通风机（型号：9-26No.16D，转速1450r/min，流量80000m³/h，全压5500Pa）运行3个月后，出现以下异常：（1）振动值从2.1mm/s升至8.5mm/s（垂直方向）；（2）电机电流从95A升至110A（额定电流120A）；（3）风机出口温度从85℃升至105℃；（4）听诊器检测到叶片部位有“唰唰”连续异响。问题：（1）列出可能的故障原因（至少5项）；（2）设计排查步骤；（3）提出处理方案。答案：（1）可能故障原因：①叶片积灰严重（烧结粉尘附着，破坏动平衡并增加流阻）；②叶片局部磨损（粉尘冲刷导致叶片减薄，质量分布不均）；③叶轮与蜗壳间隙减小（热膨胀或安装偏差，导致局部摩擦）；④轴承滚道或滚子磨损（振动传递至壳体，伴随温度升高）；⑤电机或风机基础松动（螺栓松弛导致刚性下降，振动放大）；⑥气体密度增大（如入口温度降低，实际流量增加，轴功率上升）。（2）排查步骤：①停机后检查叶轮：清理叶片表面积灰（称重对比积灰量），测量叶片厚度（重点检查前缘和中部），观察是否有磨损或变形；②测量叶轮与蜗壳间隙（圆周方向8点测量），确认是否均匀（设计间隙5-8mm）；③检查轴承：拆卸后观察滚道、滚子是否有压痕或剥落（用放大镜），测量游隙（新轴承径向游隙0.02-0.05mm，超标则更换）；④检查基础：用水平仪测量风机和电机底座水平度（偏差≤0.1mm/m），紧固所有地脚螺栓后复测振动；⑤监测入口气体参数：安装温度、压力传感器，确认实际进气温度（设计80℃，若低于则密度增大）；⑥做动平衡试验：清理积灰后重新校平衡（剩余不平衡量≤50g·cm），测试振动是否降低。（3）处理方案：①彻底清理叶片积灰（高压水枪冲洗或人工刮除），对磨损严重部位（厚度＜原厚度80%）进行堆焊修复或更换新叶轮；②调整叶轮与蜗壳间隙（通过加减垫片或机加工蜗壳内壁），确保圆周间隙均匀；③更换磨损的轴承（选用同型号高精度轴承，如P6级），并按标准填充润滑脂（锂基脂，填充量为轴承腔体2/3）；④加固基础（若混凝土开裂则浇筑环氧树脂），重新找正风机与电机（联轴器对中偏差≤0.03mm）；⑤若入口温度偏低，检查预热装置（如热风循环系统），确保进气温度稳定在设计范围（75-85℃）；⑥运行后定期（每月）检查叶片积灰情况，增加入口除尘效率（原除尘器效率90%，提升至95%以上）。案例2：某化工厂锅炉给水泵（多级离心泵，8级，设计流量240m³/h，扬程1600m，转速2980r/min）启动后出现以下问题：（1）启动电流正常（180A），但5分钟后电流逐渐升至260A（额定电流220A）；（2）出口压力从16.5MPa降至14.0MPa；（3）泵体温度升高（轴承65℃→85℃，泵壳80℃→110℃）；（4）现场闻到轻微焦糊味。问题：（1）分析故障产生的根本原因；（2）提出紧急处理措施；（3）制定预防同类故障的技术方案。答案：（1）根本原因分析：①平衡系统失效：多级泵轴向力由平衡盘/鼓平衡，若平衡盘磨损或平衡管堵塞，轴向力无法抵消，导致转子向低压端移动；②转子与定子摩擦：轴向位移增大后，叶轮与导叶、轴套与密封环发生摩擦（金属摩擦生热，导致泵壳温度升高）；③内泄漏增加：摩擦导致密封间隙增大（如口环、级间密封磨损），高压液体回流至低压级，降低有效扬程，泵需增大流量补偿，导致电机过载（