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长轴液下泵的振动原因及解决


发布时间:2017-05-18 打印当前页 将此页放入收藏夹 发邮件给我们:jntdby@163.com
长轴液下泵振动的原因进行了深入分析,结合施工管理及设备运行维护实践,解决了长轴液下振动的故障,实现了设备长周期安全运行。

长轴液下泵的振动原因及解决

 

赵曼,李晓明

(海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061

[  ]对长轴液下泵振动的原因进行了深入分析,结合施工管理及设备运行维护实践,解决了长轴液下振动的故障,实现了设备长周期安全运行。

 

[关键词]长轴液下泵;振动;分析;原因

 

长轴液下泵做为一种定型产品,因具有耐用、维护方便等特点,在石化、医药等领域中有着广泛应用。但由于安装及制造中的偏差,常造成机泵各种故障,尤以振动问题最为突出。机泵在运行中发生振动的危害性极大。振动严重超标,不仅造成噪声大,重要的是使零件被损坏,导致设备破坏甚至造成装置停产,经济损失较大。

1、液下泵基本参数

某炼厂水池采用2台长轴液下泵供水,在试运行中发现这2台泵振动强烈,测得的振动速度为21mm/s。由JB/T8097-1999《泵的振动测量与评价方法》可知,该液下泵的振动速度应为7.1mm/s以下,现场测得的振动值严重超标。

泵组的技术参数如下:

额定流量:50m³/h;扬程:32m

出口压力:0.32Mpa;电机功率:11kw;转速:2950r/min

输送介质:含油污水。

长轴液下泵的泵轴由4段短轴组成,轴段与轴段之间采用夹壳联轴器半分环的连接方式。在轴段的两端各有轴承支撑,其中在与泵体相连接轴段的一端为1套滑动轴承,其余为滚动轴承。第

1~3段轴的轴长相同,每段轴长约为1.1m,而与泵体连接的第4段轴轴长约为1.4m,见图1~2


1液下泵电机及连带轴段

2、振动原因分析及控制措施

鉴于该类型液下泵为长期定型产品,因此可以基本排除设计方面的原因。结合以往使用中的实践,产生振动的原因主要由安装和制造两方面的原因导致。

2.1安装质量分析及控制由于安装质量原因导致机泵振动的概率非常高,因此先从安装质量进行分析。

2液下泵泵体及连带轴段

1)液下泵安装时基础板未找平找正。如果安装时未进行基础的找平工作,安装板与基础接触将出现间隙,接触不完善,造成泵运转过程中出现振动现象。控制措施为:基础板找正找平,用垫铁选好着力点,设置于基础螺栓附近至少应有一组垫铁,但最好对称布置,在接缝处两侧也应各垫一组垫铁。

2)叶轮流道内存有夹杂物。吸入口吸入杂质,会堵塞一部分流道,叶轮与蜗壳的摩擦损失加大。在此情况下,电机输出扭矩增大,导致电机电流增大,从而使振动加剧。控制措施为:在吸入端增加过滤装置,防止杂物进入,并定期进行清理。

3)管道配置不合理产生应力变形。控制措施为:泵的进口管段应避免弯曲和积存空气,避免管道应力对泵产生影响。管道配置时应尽可能避免管道应力、变形应力和管道阀门的重量作用到泵体上。

2.2、制造质量分析与控制

液下泵的制造质量出现问题,同样会导致振动发生。从制造的源头上控制泵的质量,可以很好地控制泵的振动问题。特别是旋转部件的制造精度及动、静平衡试验。在静平衡中,转子的质量重心要尽量精确地放到靠近泵轴的旋转轴心上,从而消除离心合力。动平衡在动平衡机上进行,它使泵转子的旋转轴成为一根惯性主轴,使离心合力矩降低到可以接受的范围内。

1)同轴度失调引起振动。同轴度包括泵的所有回转部件,如泵轴、轴承座、联轴器及轴承精度等,这些都需要机加工的精度来保证。控制措施为:制造的回转部件的同轴度应达到标准规定的要求。

2)叶轮及泵轴精度不够引起振动。泵轴表面粗糙度不合要求,尤其是密封和轴封部位,叶轮的过流面粗糙度不符合要求,材质分布不均等都将引起振动。控制措施为:制造叶轮和泵轴的精度应符合标准的要求,泵轴的表面粗糙度(尤其是密封和轴封部位)、轴的热处理质量及叶轮的过流面粗糙度等,都应符合标准,不能存在热裂、气孔、砂眼及其它缺陷。

另外从增大轴径,缩小支撑之间跨距或者增加支撑,控制滑动轴承与轴套之间的径向间隙,可在一定范围内降低泵的振动。

3、液下泵振动故障处理

从以上分析中,可看出:振动产生的原因集中在安装及制造环节,为此从这两方面着手进行处理。

3.1、安装质量方面的处理

在确定轴承密封室已加注润滑油后,初步怀疑是由安装质量引起的振动。因为安装质量出现问题导致的泵体振动是最常见也是较容易解决的。

1)基础板未找平引起振动。对基础板重新进行找平加固,但效果仍不理想,振动依然强烈。

2)由于垂直度引起振动。如果垂直度出现问题,那么在泵运转时,只要泵体有较小的振动,振动通过长轴传递到操作平台处,振动将被放大。处理方法:在安装板下加垫一圈橡胶并用螺栓紧固,此时的泵相当于悬空状态,如果仍振动,可以基本排除安装质量问题。经试运转,振动依然强烈,没有得到减轻。此时基本排除由于安装板未找平或轴的垂直度问题。

3)吸入口是否存在杂质。在随后的拆检中,发现吸入口处及叶轮与蜗壳之间确有塑料袋等杂物存在,将杂物清理干净重新装配后再次试运行,振感仍强烈,但稍有减轻。可以判断存在过流因素的影响,但并不是引起振动的主要原因。

3.2、制造质量方面的处理

在安装质量方面没有找到原因的情况下,开始考虑制造质量引起的问题,尤其是不平衡问题。之后采用实验手段进行验证。将电机分别与第1~4段轴进行连接试运行,其结果显示只有在将泵体及所连带的第4段轴安装运行时,才有明显的振动现象。可以肯定振动的主要根源出在泵体及所连带的这段轴上。振动主要来自转子部分(轴、叶轮、锁紧帽等转动件),因此如果进行机械平衡试验,效果将会大有改观。由制造厂征求反馈的平衡试验信息得知,与泵体相连的第4段轴跳动异常。

检查发现,由于同类型的液下泵与泵体相连接的每段轴轴长约为1.1m,而第4段的轴长为1.4m,加工过程中形位公差使用错误,导致形位公差与要求不符,导致振动发生。随后更换1根符合要求的轴重新装配,现场试运转测得振动速度为7.1mm/s,符合立式泵的有关规定。重新组装并进行运转,运行状态良好。

4、结语

通过以上分析及处理,2台液下泵振动问题得以解决,实现了装置的平稳、长周期运行。

做为一种定型产品,液下泵的振动问题,最多的出现在安装质量上,而制造中的质量问题常常被忽视。这为故障的正确处理带来了困难,不仅浪费大量的时间与人力,还为装置的运行埋下隐患。本类问题希望能引起制造厂商的注意,在设备出厂时认真做好相关的检验与试验(如水压试验、机械运转、性能试验、NPSH试验等),在源头把好质量关。

 

作者简介:赵曼(1984—),男,河北保定人,学士,助理工程师,主要从事工程总承包管理工作。

◆参考文献

[1]中国石油化工设计院.石油炼厂设备[M].北京:中国石化出版社,2001.

[2]JB/T8097-1999,泵的振动测量与评价方法[S].

[3]GB50275-2009,压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范[S].

[4]刘红云,卢捍卫.离心泵振动原因分析及解决方案[N].炼油技术与工程,2009,(620-24.

[5]吉天锡.试论离心泵振动的原因及其防治措施[N].化工设计通讯,2002,(641-44.

[6]GB50231-2009,机械设备安装工程施工及验收通用规范[S].

[7]SH/T3140-2004,石油化工中、轻载荷离心泵工程技术规定[S].

[8]GB/T5656-2008,离心泵技术条件(II类)[S].

[9]API6108th,石油、重化学工业和天然气工业用的离心泵[S].

收稿日期:2011-02-28;修回日期:2011-04-15

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