離心泵振動(dòng)原因分析和解決方案

張永哲

摘 要：在煉油化工生產(chǎn)裝置中，較為常用的一項(xiàng)設(shè)備就是離心泵，其發(fā)揮著運(yùn)輸流體的作用。但是在運(yùn)行過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)故障，為此，本文首先對(duì)離心泵振動(dòng)的原因進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上探討其有效的解決方案，希望能對(duì)廣大同行有所助益。

關(guān)鍵詞：離心泵；振動(dòng)；原因；解決；方案

一、離心泵振動(dòng)的原因分析

（一）機(jī)械方面原因

第一，轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均。轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均極易導(dǎo)致軸承不平衡，一旦啟動(dòng)離心泵，如若軸承受力不對(duì)稱就會(huì)出現(xiàn)小幅振動(dòng)，而一旦轉(zhuǎn)速不斷加大，直至其大過(guò)規(guī)定限額后，其振幅便會(huì)大大增加。一些離心泵，因?yàn)槭褂脮r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，部分軸承轉(zhuǎn)動(dòng)零件以及葉輪出現(xiàn)嚴(yán)重老化，或是離心泵其內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕或磨損，而導(dǎo)致該類現(xiàn)象出現(xiàn)的原因歸根究底在于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不對(duì)稱，進(jìn)而導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)震動(dòng)故障。由于該問(wèn)題引發(fā)的振動(dòng)故障往往具有較大的破壞性，所以一旦出現(xiàn)該類故障則需要立即將轉(zhuǎn)子更換，且校驗(yàn)校正下一步的平衡性，進(jìn)而將振動(dòng)源徹底消除。第二， 離心泵機(jī)組中心不正。在離心泵中，一個(gè)重要?jiǎng)恿?gòu)件就是其機(jī)組，如若機(jī)組中心不正，則必定會(huì)導(dǎo)致在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)組振動(dòng)的產(chǎn)生，且符合不斷增加，隨之而造成的振動(dòng)頻率與幅度也會(huì)不斷變大。歸納來(lái)說(shuō)，導(dǎo)致該問(wèn)題出現(xiàn)原因主要在于以下幾點(diǎn)：一是離心泵質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，一些機(jī)組做工質(zhì)量低劣，在實(shí)際安裝時(shí)沒(méi)能正確校正位置；二是前后軸瓦不對(duì)稱或軸承磨損。由于機(jī)組中心不正而導(dǎo)致的振動(dòng)，需要對(duì)離心泵的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行細(xì)致檢測(cè)，且合理調(diào)配離心泵的性能，防止出現(xiàn)振動(dòng)情況。三是聯(lián)軸器不對(duì)正。在離心泵中一個(gè)關(guān)鍵部位就是聯(lián)軸器，在安裝離心泵時(shí)，如若連接螺栓相應(yīng)精度不準(zhǔn)或是聯(lián)軸器不同心均會(huì)導(dǎo)致離心泵軸承與原動(dòng)機(jī)軸承不在相同水平線上。一旦啟動(dòng)離心泵，便會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)故障。如若是聯(lián)軸器不對(duì)正，則會(huì)在剛開(kāi)始運(yùn)行離心泵時(shí)產(chǎn)生較小振動(dòng)，而通過(guò)較常時(shí)間運(yùn)行，就會(huì)由于基礎(chǔ)下沉或地腳螺栓松動(dòng)墊板移動(dòng)而導(dǎo)致泵中心偏移，進(jìn)而引發(fā)振動(dòng)。第四，支撐部件出現(xiàn)故障。離心泵的穩(wěn)定運(yùn)行離不開(kāi)支撐部件的支持，防止因?yàn)榈鼗鲁恋纫蛩囟档碗x心泵的運(yùn)行效率。而如若支撐部件出現(xiàn)松動(dòng)、剛性不足等情況就會(huì)導(dǎo)致離線泵處置發(fā)生偏移，隨著運(yùn)行不斷進(jìn)行，位移偏差不斷變大，從而致使離心泵機(jī)身振動(dòng)情況出現(xiàn)。第五，離心泵潤(rùn)滑不足。在運(yùn)行環(huán)節(jié)，離心泵的機(jī)組部件與軸承間會(huì)產(chǎn)生巨大摩擦力，而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期高速轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致溫度上升，進(jìn)而加快部件間潤(rùn)滑油揮發(fā)速度，所以，必須要定期采取涂抹潤(rùn)滑油的方式來(lái)將摩擦阻力消除，降低零部件的摩擦力。不過(guò)由于一些離心泵沒(méi)有能夠有效做好潤(rùn)豪保養(yǎng)工作，導(dǎo)致一些重要機(jī)組其潤(rùn)滑程度不夠，在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)情況下必定會(huì)導(dǎo)致部件出現(xiàn)磨損，進(jìn)而出現(xiàn)部件質(zhì)量不均勻的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)振動(dòng)故障。

（二）水力學(xué)方面的原因

具體來(lái)說(shuō)，水力學(xué)方面的原因主要有如下兩方面：第一，離心泵汽蝕現(xiàn)象。離線泵的工作機(jī)理在于利用葉輪高速運(yùn)行于泵體內(nèi)形成負(fù)壓，并在此作用下自動(dòng)吸引液體至泵體內(nèi)實(shí)現(xiàn)流體運(yùn)輸。如若被吸入葉輪的流體中存在氣泡，一旦其處于泵體負(fù)壓情況下，其壓力會(huì)驟增，導(dǎo)致液體在短時(shí)間內(nèi)汽化為諸多小氣泡，而這將會(huì)破壞到葉輪，導(dǎo)致振動(dòng)情況出現(xiàn)。汽蝕現(xiàn)象是導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)振動(dòng)的一個(gè)較為常見(jiàn)的故障，特別是在運(yùn)輸大流量液體過(guò)程中，汽蝕現(xiàn)象會(huì)引發(fā)較大振動(dòng)噪音。第二，流量不足而導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)振動(dòng)。如若離心泵其輸送流量沒(méi)有大于規(guī)定最小限額，則會(huì)導(dǎo)致泵體內(nèi)無(wú)法維持飽和流量運(yùn)行，由于壓力不穩(wěn)定個(gè)人引發(fā)管路出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，并且一些液體還會(huì)出現(xiàn)汽化，使得汽蝕現(xiàn)象的破壞性增強(qiáng)。

二、離心泵振動(dòng)的解決方案

（一）合理設(shè)計(jì)與安裝離心泵

對(duì)離心泵進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與安裝能夠?qū)撛诎踩[患消除，確保離心泵的運(yùn)行正常與穩(wěn)定，降低振動(dòng)發(fā)生幾率。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)與安裝過(guò)程中需要做好如下幾方面內(nèi)容：第一，仔細(xì)檢測(cè)離心泵的轉(zhuǎn)子平衡，并利用平衡試驗(yàn)來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)子的平衡性進(jìn)行驗(yàn)證，保證轉(zhuǎn)子運(yùn)行對(duì)稱。第二，將離心泵的臨界轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)，避開(kāi)離心泵的臨界轉(zhuǎn)數(shù)，降低出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象的幾率，特別是對(duì)于管路較長(zhǎng)、流量較大的運(yùn)輸工程，則需要使用正壓進(jìn)泵。第三，對(duì)管路安裝進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，在安裝管路過(guò)程中需要將其熱脹冷縮的特征進(jìn)行綜合考慮，將管路熱應(yīng)力效應(yīng)消除，并且要固定好泵體支撐部件，防止固定地基與離心泵出現(xiàn)共振現(xiàn)象，將離心泵振動(dòng)的危害降到最低。第四，在安裝離心泵時(shí)，先是要仔細(xì)檢查葉輪有無(wú)存在腐蝕現(xiàn)象，軸承間間隙合適與否，防止出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況。不僅如此，還需要著重對(duì)泵體的聯(lián)軸器與電機(jī)對(duì)癥與否進(jìn)行檢查，如若情況需要，則需要采取人工方式進(jìn)行調(diào)整。

（二）定期維護(hù)離心泵

定期維護(hù)離心泵具有極為重要的意義，所以相關(guān)工作人員需要編制設(shè)備巡查表，通過(guò)聲音、觀察以及性能檢查來(lái)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)正常與否進(jìn)行判斷。并且還需仔細(xì)檢查離心泵機(jī)組有無(wú)出現(xiàn)密封圈滲漏、平衡管發(fā)熱、彈性交圈受損、螺栓松動(dòng)等問(wèn)題，如若存在上述問(wèn)題，則需要立即進(jìn)行解決，防止故障惡化。除此之外，工作人員還需要定期清洗與潤(rùn)滑離心泵，防止離心泵由于上時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)而出現(xiàn)機(jī)械損傷的情況，同時(shí)也能夠防止腐蝕性物質(zhì)破壞泵殼。

（三）合理控制汽蝕余量

第一，合理增加系統(tǒng)的有效汽蝕余量。如若液體屬于飽和態(tài)，則可以采取提升泵入口高度的方法；降低閥門(mén)、彎頭等入口關(guān)鍵數(shù)量；將管線長(zhǎng)度減少；將同徑三通替代異徑三通；優(yōu)化流體流道等方式都能夠達(dá)到提升裝置有效汽蝕余量的目的。冷卻飽和態(tài)液體為過(guò)冷態(tài)同樣能達(dá)到此效果。不過(guò)采取此種方法要求熱進(jìn)料，會(huì)導(dǎo)致能耗的增加。如若是過(guò)冷態(tài)也太，不但要采取與飽和態(tài)液體相同方法，而且還需要將入口側(cè)容器壓力提升從而達(dá)到增加裝置有效汽蝕余量的目的。第二，減少泵的必須汽蝕余量。泵的必須汽蝕余量屬于泵體自身所特有的性能，所以只能夠?qū)Ρ玫膬?nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，例如，將誘導(dǎo)輪加設(shè)到泵的吸入口等。此外，高溫高壓以及泵的內(nèi)漏介質(zhì)從出口回流至入口的情況同樣會(huì)導(dǎo)致汽蝕情況出現(xiàn)。如若汽蝕現(xiàn)象是因?yàn)楸玫膬?nèi)漏導(dǎo)致的，便可以采取將口環(huán)間隙縮小的方法來(lái)處理。除此之外，在揚(yáng)程可被降低的情況下，將變頻調(diào)速器設(shè)置于泵的電機(jī)處能夠達(dá)到將電機(jī)轉(zhuǎn)速減小的效果，將葉輪入口處液流相對(duì)速度降低，以達(dá)到減少泵的必須汽蝕余量的目的，不僅如此，還能夠起到節(jié)能降耗的作用。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，振動(dòng)故障時(shí)離心泵運(yùn)行過(guò)程中較為常見(jiàn)的一種故障，其不但會(huì)損壞設(shè)備結(jié)構(gòu)，而且還會(huì)對(duì)其使用壽命產(chǎn)生影響。引發(fā)離心泵振動(dòng)的原因較多，所以相關(guān)工作人員需要能夠正確分析其振動(dòng)原因，并采取針對(duì)性的解決方法，切實(shí)降低離心泵振動(dòng)故障的發(fā)生幾率，確保離心泵的運(yùn)行正常。

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