KQSN系列單級雙吸臥式離心泵振動原因分析及處理

＊彭明杰

（浙江華業(yè)電力工程股份有限公司 浙江 317112）

KQSN系列單級雙吸臥式離心泵振動原因分析及處理

＊彭明杰

（浙江華業(yè)電力工程股份有限公司 浙江 317112）

首先介紹了KQSN系列單級雙吸臥式離心泵的結(jié)構(gòu)，然后介紹了水泵在運行期間發(fā)現(xiàn)的振動問題，分析了振動產(chǎn)生的原因，描述了振動的危害，最后介紹了此次問題的處理方案。

振動；動平衡；葉輪

1.引言

KQSN系列單級雙吸臥式離心泵主要用于電廠水處理系統(tǒng)，承擔(dān)著全廠生產(chǎn)用水與生活用水的輸送工作，是電廠不可缺少的重要組成部分。但是電廠水處理系統(tǒng)所有的KQSN系列單級雙吸臥式離心泵均有不同程度的振動大問題，影響了日常生產(chǎn)工作，需要消除此類水泵的振動問題，保證水廠的正常運行。對KQSN系列單級雙吸臥式離心泵振動原因分析及處理的總結(jié)有助于對KQSN系列水泵的振動消缺工作順利完成，更對單級雙吸臥式離心泵振動消除工作有一定的參考意義。

2.水泵結(jié)構(gòu)形式

水泵結(jié)構(gòu)開式：單級、雙吸臥式離心泵；密封形式：填料密封；主要部件：軸、葉輪、軸承、泵殼、軸承箱等部件。結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

3.水泵振動原因分析及危害介紹

(1)水泵振動原因分析：

①水泵同心度差；

②水泵動不平衡度差；

③地腳螺栓松動或斷裂，導(dǎo)致泵和電機基礎(chǔ)不牢；

④進出口管路支撐螺栓松動，導(dǎo)致水泵振動；

⑤水泵及電機支架剛度不足；

⑥基礎(chǔ)灌漿不實，存在空心的情況。

(2)水泵振動的危害：

①振動造成泵機組不能正常運行；

②引發(fā)電機和管路的振動，造成機毀人傷；

③造成軸承等零部件的損壞；

④造成連接部件松動，基礎(chǔ)裂紋或電機損壞；

⑤造成與水泵連接的管件或閥門松動、損壞；

⑥形成振動噪聲。

4.電機基礎(chǔ)處理

(1)電機基礎(chǔ)一次處理

通過分析表一振動數(shù)據(jù)及振動頻譜圖顯示，電機振動主要是水平方向且以二倍頻為主，一倍頻為輔，其余頻率貢獻很小。初步判斷電機側(cè)二倍頻可能是因為電機和泵存在對中不良，或者電機基礎(chǔ)與機腳接觸率低，電機基礎(chǔ)強度不足等原因引起。

表一：電機振動數(shù)據(jù)測量(單位mm/s,要求值4.5mm/s)

M1：電機自由端；M2：電機驅(qū)動端；H：水平方向；V：垂直方向； A：軸向。

對電機基礎(chǔ)進行澆灌混凝土加固處理，對電機基座地腳進行檢查和磨平處理，處理后電機腳與基座接觸率超過75%，并消除電機虛腳。電機進行空載試驗，振動最大6．1mm/s，測量結(jié)果如下：

表二：電機振動數(shù)據(jù)測量(單位mm/s，要求值4.5mm/s)

M1：電機自由端；M2：電機驅(qū)動端；H：水平方向；V：垂直方向；A：軸向。

(2)電機基礎(chǔ)二次處理

由表二得出電機水平方向存在較大的振動偏差，推測電機基座可能存在水平方向的支撐不足，處理方案如下所示：

①在電機基礎(chǔ)框架內(nèi)部水平方向加焊兩跟槽鋼加強框架的水平支撐，要求槽鋼寬度適中能夠提供足夠的水平支撐力，同時加焊一斜向支撐使框架更加穩(wěn)固。

②由于焊接的原因引起支架變形，從而導(dǎo)致支架與電機水平接觸面的的變形。所以在加焊槽鋼的基礎(chǔ)上，必須對支架與電機水平接觸面涂抹紅丹粉的方法進行打磨，最后要求接觸面紅丹粉涂抹均勻，處理后電機腳與基座接觸率超過75%。

③回裝電機，空載試驗電機總體振動小于等于4．5mm/ S符合標(biāo)準(zhǔn)且振動較一次處理后空載試驗有明顯的降低。

5.水泵振動處理

(1)水泵解體檢查

①電機處理前，復(fù)測中心發(fā)現(xiàn)存在開口0．18mm，外圓0．12mm，超過允許偏差值小于等于0．05mm；

②水泵內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重，葉輪不在流道中心位置，偏差值約0．30mm口環(huán)存在磨損現(xiàn)象；

③葉輪存在較多的毛刺；

軸彎曲度最大0．04mm，符合允許偏差值小于等于0．05 mm，軸承未發(fā)現(xiàn)明顯異常，但檢查發(fā)現(xiàn)葉輪口環(huán)緊力不足。

④轉(zhuǎn)子動不平衡度較大，數(shù)據(jù)如下所示：

最初平衡測量：1200轉(zhuǎn)，葉輪中心面16．5g/289°聯(lián)軸器輪轂中心面 11．2g/263°。

(2)水泵振動處理：

水泵部件清理檢查，除銹，打磨毛刺。

轉(zhuǎn)子組件在動平衡機上進行動平衡的校正。轉(zhuǎn)子組件包括泵軸、葉輪、軸套和靠背輪，不包括軸承及填料函子做動平衡：

①葉輪處：用磨光機均勻打磨葉輪。

②聯(lián)軸器：機加工專用螺母替換原螺母加重處理，更換螺母共計兩處，一顆螺母約重60克，另一顆螺母約重30克。原螺母一顆約13．3克，總計加重約63．4克。

③經(jīng)調(diào)整后滿足G6．3標(biāo)準(zhǔn)。

（最終平衡測量：1200轉(zhuǎn)，葉輪中心面4．09g/289°，聯(lián)軸器輪轂中心面2．41g/263°）

（總質(zhì)量調(diào)整量：1200轉(zhuǎn)，葉輪中心面12．41g/289°，聯(lián)軸器輪轂中心面8．79g/263°）

通過機加工調(diào)整軸套的長度使葉輪處于流道中心位置。

采用壓鉛絲法確認(rèn)中分面墊片厚度，以保證密封環(huán)和軸承座（填料函）的壓緊力在0～0．03mm之間，改善軸承支座的穩(wěn)定性。

(3)帶載試驗：

啟泵試驗，分別對水泵和電機進行測振，振動數(shù)據(jù)如下表所示：

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表三

M1：電機自由端；M2：電機驅(qū)動端；P1：泵驅(qū)動端；P2：泵非驅(qū)動端；H：水平方向；V：垂直方向；A：軸向。

經(jīng)此次處理，水泵與電機總體數(shù)據(jù)小于等于4．5mm/s（符合標(biāo)準(zhǔn)），泵側(cè)兩端垂直、水平方向上的振動主要以六倍頻為主，而葉輪葉片為6片，泵殼為蝸殼結(jié)構(gòu)，隔舌位于蝸殼的下方位置處。6倍頻的激勵源很有可能是葉片通過隔舌產(chǎn)生的擊振產(chǎn)生。為確定6倍頻的原因，需要進行泵軸承室和進出口管道的臨時支撐試驗和不同流量下振動測量試驗。

(4)臨時支撐試驗

分別在水泵進出口管道增加豎向臨時支撐，啟泵試驗，水泵振動無明顯變化；

分別在水泵驅(qū)動端軸承和自由端軸承下部增加了豎向支撐點，軸承室垂直方向的振動值有所減小，一定程度上說明：軸承箱支架剛度不足。

(5)變流量工況試驗

水泵運行流量由出口隔離閥的開度調(diào)節(jié)，對水泵依次在流量為45m3/h、60m3/h、75m3/h工況下進行試驗，測量振動數(shù)據(jù)隨著流量的增加，振動數(shù)值有減小的趨勢，振動減小主要貢獻來自于六倍頻。在泵流量工況變化時，作用在轉(zhuǎn)子上的徑向力發(fā)生了變化，此時六倍頻發(fā)生了明顯地降低，可以確認(rèn)此六倍頻來自于葉片。

6.結(jié)論

經(jīng)過此次處理水泵振動問題得出造成KQSN系列單級雙吸臥式離心泵振動大的原因主要有以下幾點：

(1)轉(zhuǎn)子動不平衡度較高；

(2)電機支架水平剛度不足；

(3)基礎(chǔ)灌漿不實，存在空心的情況；

(4)葉輪不在流道中心位置，口環(huán)存在磨損；

(5)中心數(shù)據(jù)偏大。

針對上述缺陷，我們對水廠的KQSN系列單級雙吸臥式離心泵振動消缺工作采取如下針對性措施∶

(1)對泵及葉輪動平衡進行調(diào)整；

(2)電機框架電焊加固；

(3)消除電機整體存在的虛腳；

(4)對水泵常規(guī)數(shù)據(jù)測量修復(fù)。

最終水廠KQSN系列單級雙吸臥式離心泵振動消缺工作得到有效的處理。本文在實際工作中有一定的指導(dǎo)作用，具有較強的可操作性，提高了員工的工作效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，保障了設(shè)備的可靠性運行。

[1]余良旺．水泵機組運行振動的原因及其對策[J]．通用機械．2006(02)．

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(責(zé)任編輯：劉林林)

Analysis of the Reasons for KQSN Series of Single-stage Double-suction Horizontal Centrifugal Pump Vibration and the Processing Scheme

Peng Mingjie

（Zhejiang Huaye Electric Power Engineering Limited Liability Company, Zhejiang, 317112）

In this paper, it frstly introduces the structure of KQSN series of single-stage double-suction horizontal centrifugal pump and the vibration problems appeared in the period of water pump operation, besides, analyzes the vibration reason, describes the vibration harm, fnally introduces the processing scheme of these problems.

vibration；dynamic balance；impeller

T < class="emphasis_bold"> 文獻標(biāo)識碼：A

A

彭明杰(1985～)，男，浙江華業(yè)電力工程股份有限公司；研究方向：電力機械設(shè)備。