離心泵振動超標原因分析與對策

Summary：機泵作為化工企業(yè)的主要設備運行，其良好的工作狀態(tài)是保證設備長期運行的重要保證，但在實際運行過程中，機泵會出現(xiàn)故障。其中振動是常見的故障之一，性質(zhì)復雜多樣。石化公司汽油加氫裝置新氫壓縮機冷卻泵啟動后，電動機、泵軸向振動值經(jīng)常超過標準值，進一步引起軸承損壞、密封泄漏等故障，影響設備本身的安全運行，而該泵是單位冷卻系統(tǒng)的動力設備，頻繁故障對以下幾個方面有一定影響，因此消除了設備運行的風險，保證了長期運行。Keys：離心泵；振動；原因分析；對策引言振動是影響水泵使用壽命和可靠性的重要因素，水泵振動狀況是評價水泵性能的重要指標。近年來，國內(nèi)外專家對隔振機構、振動監(jiān)測分析系統(tǒng)和信號處理方法進行了大量研究。用于PertottiR離心泵水力誘導振動機械,對離心泵葉片與舌頭的相互作用進行了簡單的模擬和實驗，結果表明，這種相互作用與離心泵的流動有關。英國研究院研究了葉輪蝸桿靜力干涉,對不同葉輪半徑壓力脈動的影響。研究了降低離心泵振動噪聲的水力設計方法。對不同數(shù)量的導葉和葉輪進行了離心泵內(nèi)部壓力脈動測試。用LDA系統(tǒng)分析了導葉離心泵動-靜態(tài)部件的干擾影響。實驗研究了葉輪葉片數(shù)和導葉數(shù)相同的離心泵內(nèi)部動-靜裝配干涉引起的非定常水動力性能。在信號處理方面，通過集成的經(jīng)驗模態(tài)信號分解方法，成功地表達了轉子起動階段的時頻特征。通過經(jīng)驗模態(tài)分解和譜峰診斷滾動軸承早期弱故障。提出了一種基于短時傅立葉變換的時頻系數(shù)收縮信號降噪方法，改善了齒輪故障時振動信號的調(diào)幅特性。然而，大多數(shù)研究只關注泵在額定工作點的波動，而在多工作點條件下，關注較小的波動。本文采用光譜分析方法對泵振動信號進行分析，采用了多種減振手段，其中閉式冷卻泵在不同工作條件下不能嚴格滿足振動要求。1振動超標原因分析1.1軸承狀態(tài)P2401B泵軸承箱驅(qū)動面為對角接觸軸承，型號7308，非驅(qū)動面為圓柱滾子軸承組，型號NU308。為了揭示機泵軸承的狀態(tài)，使用軸承狀態(tài)檢測儀LQ102診斷泵軸承。根據(jù)滾動軸承檢測理論，滾動軸承故障頻率集中在高頻范圍內(nèi)。LQ法用于測量600Hz-10kHz頻段內(nèi)的振動。將因機械故障(如不平衡和不準確、機械動力等)引起的所有振動過濾為1<lq<2時LQ>2時，軸承狀態(tài)不好，需要更換。測試結果表明，驅(qū)動側軸承的LQ值為2.3，非驅(qū)動側軸承的LQ值為2.1，軸承的LQ值>2表示軸承框兩側的軸承狀態(tài)不好。對油泵軸承箱進行了拆卸檢查，結果表明，角接觸軸承的輕微磨損和徑向軸承保持架受損。軸承磨損導致軸承內(nèi)環(huán)和外環(huán)間隙增加，轉子部件偏心工作，機械泵振動值增加。1.2聯(lián)軸器對中P2401B泵采用雙膜片聯(lián)軸器，是一種高性能金屬彈性元件的柔性聯(lián)軸器，具有緊湊、強度、使用壽命、補償能力等優(yōu)點。用激光檢測泵對中的位置。垂直方向檢查結果:平行偏差0.5毫米，角度偏差0.1毫米/100毫米；水平方向:平行偏差0.4毫米，角度偏差0.25毫米/100毫米。根據(jù)維修規(guī)范，平行偏差在0.05毫米范圍內(nèi)，角度偏差在0.05毫米/100毫米范圍內(nèi)，檢查結果表明泵聯(lián)軸器對超出正常范圍。不良的耦合關系產(chǎn)生額外的彎矩，向軸承施加額外的載荷，從而在軸承之間重新分配載荷，形成額外的激勵，泵劇烈振動，嚴重時軸承和聯(lián)軸器可能損壞。錨栓斷裂、彎曲或變形，油膜不穩(wěn)定，軸彎曲，轉子和定子之間發(fā)生磨損等嚴重后果。因此，為了及時排除故障，保證水泵正常運行。2采取措施2.1故障診治葉頻振動是流道壓力脈動引起的高頻振動，影響因素很多，根據(jù)實際經(jīng)驗合理設計葉片與隔板之間的徑向間隙是減少葉頻振動的有效措施。根據(jù)API610設計指南，對于單級升降機大于200米、單級功率大于225千瓦的泵，導向泵的徑向間隙為最小刀尖半徑的3%，蝸桿根泵的徑向間隙至少為6%。減少葉輪葉片的頻率振動和流量時間的低頻振動。由于泵性能稍有余量，根據(jù)切割規(guī)律，將葉輪外徑從427mm~420mm(第二次試驗)處切割出來，增加徑向間隙，減少葉頻振動，但試驗結果仍然不符合振動要求，因此繼續(xù)將隔板切割為4.5mm。2.2地腳螺栓松緊度檢查連接，如地腳螺栓，緊固件松動是泵機組振動的常見原因。電機和泵驅(qū)動端振動量大，軸承箱支架位于軸承箱驅(qū)動端下方，對驅(qū)動端軸承的影響最大?？赡軙霈F(xiàn)垂直橫向振動減弱、軸承箱支架分析和其他緊固螺栓的情況。為此，檢查了電機、軸承箱支架、泵座螺栓、連接螺栓的擰緊程度，結果表明:1個軸承箱支架螺栓未緊固，在軸承箱支架螺栓上加松墊片后，重新啟動泵擰緊，進行狀態(tài)檢測，泵機組振動略有下降，但仍超標。因此，地腳螺栓松動不是軸承振動超標的主要原因。2.3消除管線應力調(diào)整管道支架，通過對輸入和輸出管道的支撐消除輸入和輸出管道對機泵的應力。計劃在停車檢查時，在進出口管道支座上增加可調(diào)彈簧支撐，消除地基不均勻沉降對進出口管道的影響，防止管道應力。通過以上五項措施，油泵啟動后，軸承箱振動值大大降低到4.5mm/s以下，工作24小時，測量各軸承振動是否正常，并成功控制油泵過熱溫度。表2顯示了各軸承采取措施后的振動數(shù)據(jù)，采取措施后各機構泵軸承的振動值降低，達到了良好的工作狀態(tài)。2.4進出口管道應力檢查2．4．1管道支撐強度檢查當泵進出口管道支架強度和剛度不足時，管道重量或介質(zhì)動能集中在泵體上，使泵軸和電機位置惡化至中性，運行過程中發(fā)生振動。進出口管道支架為剛性支架，根據(jù)圖紙布置合理，安裝點完整。因此，不存在管道支架剛度不足或故障引起泵振動的情況。2．4．2管道應力檢查泵體和管道法蘭存在殘余應力，或機泵入口管道法蘭松動。拆卸泵進出口法蘭螺栓，使法蘭釋放自由狀態(tài)，測量兩法蘭間隙6.1mm，在csei/j工藝設備維護技術規(guī)程法蘭密封結構安裝技術規(guī)程中法蘭間隙小于墊片厚度(墊片厚度4.5mm)的兩倍時，進出口法蘭平行度(規(guī)格DN40CL150Lb，法蘭外徑150mm)法蘭平行度、允許同軸偏差、轉速小于3000r/m的要求得到滿足，因此法蘭安裝偏移引起的應力對設備沒有影響。結束語過度振動是離心泵常見的缺陷之一。振動的發(fā)生往往是由多種因素和原因造成的。當離心泵振動超標時，應結合實際經(jīng)驗和理論分析。采用科技手段，要將水泵振動機理分析與實際試驗數(shù)據(jù)緊密結合，找出振動故障的所有原因，并采取合理的處理措施，泵可以恢復正常工作狀態(tài)。Reference[1]彭俊華,劉麗紅.鍋爐給水泵振動原因分析及解決方案[J].水泵技術,2021(03):30-33.[2]陳偉.離心泵吸入比轉速限值探討[J].化工設備與管道,2021,58(02):55-58.[3]程蕾,王輝,劉航泊.淺析離心泵振動的原因及防治措施[J].流程工業(yè),2021(0