油運(yùn)離心泵振動(dòng)原因與處理策略

潘翔

營口港務(wù)股份有限公司第四分公司 遼寧營口 115007

離心泵運(yùn)行階段主要是將原動(dòng)機(jī)機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變?yōu)檫\(yùn)輸流體能量，離心泵作為傳輸機(jī)械，其可應(yīng)用在油品的儲(chǔ)運(yùn)和生產(chǎn)多個(gè)環(huán)節(jié)。因?yàn)殡x心泵在使用期間，可能由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題、流體力學(xué)因素以及外部環(huán)境因素導(dǎo)致其出現(xiàn)振動(dòng)故障，所以對(duì)于離心泵的振動(dòng)機(jī)理展開深入研究，能夠提高設(shè)備檢修及維護(hù)質(zhì)量，保證設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，安全參與生產(chǎn)。

1 油運(yùn)離心泵的運(yùn)行工況

某公司使用油運(yùn)離心泵的型號(hào)有2種，其一為80AY-60B型，數(shù)量共計(jì)4臺(tái)，在輸送油品階段出現(xiàn)故障共計(jì)5次，其中振動(dòng)故障2次，振動(dòng)故障的發(fā)生率為40%；其二為150AY-75B型，數(shù)量共計(jì)6臺(tái)，在輸送油品階段出現(xiàn)故障共計(jì)5次，其中振動(dòng)故障3次，振動(dòng)故障的發(fā)生率為60%。該公司在生產(chǎn)過程，對(duì)于高粘度油品這輸出量較大，離心泵使用初期存在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象，但是從實(shí)際生產(chǎn)階段來看，由于離心泵使用之初，其電機(jī)的電流要比額定電流高出20-50%，而軸承溫度也要高出常規(guī)工作溫度20℃，離心泵軸承得極限工作溫度為60℃。由于該離心泵主要利用離心力的作用來輸送原油，所以離心泵正式工作以前，需要保證泵體、管路當(dāng)中充滿油品，將其中的氣體排出，這樣在葉輪處于快速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，能夠利用葉片帶動(dòng)內(nèi)部油品旋轉(zhuǎn)，使油品獲得充足能量，受到離心力作用，將其從葉片邊緣位置甩出。油品通過泵殼的流通管道，向輸送管道當(dāng)中擴(kuò)散，之后由排出管道排出，通過上述循環(huán)，能夠保證油品持續(xù)吸入和甩出[1]。

2 油運(yùn)離心泵的振動(dòng)原因分析

2.1 外部因素

離心泵外部因素導(dǎo)致的振動(dòng)問題主要有如下幾方面：一是電機(jī)、泵軸二者不同心，二是基礎(chǔ)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，三是軸承的剛度不足，四是潤滑失效，五是聯(lián)軸器發(fā)生故障，該公司離心泵由于外部干涉產(chǎn)生的故障占據(jù)總故障30%，主要表現(xiàn)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)松動(dòng)、基礎(chǔ)固定不良、軸承過度磨損、潤滑失效等方面，最終導(dǎo)致離心泵運(yùn)行階段出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。

2.2 結(jié)構(gòu)因素

如果離心泵、油品流通管道等設(shè)計(jì)出現(xiàn)不合理問題，極易導(dǎo)致葉輪的內(nèi)部受到氣蝕影響，還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部零件脫落，或者離心泵的葉輪內(nèi)部吸入雜物，從而產(chǎn)生振動(dòng)問題。當(dāng)葉片數(shù)量、寬度、出口角度、排擠系數(shù)相關(guān)參數(shù)設(shè)定不合理就會(huì)導(dǎo)致離心泵揚(yáng)程曲線呈現(xiàn)波峰狀態(tài)，代表離心泵出現(xiàn)振動(dòng)。如果入口流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，也會(huì)導(dǎo)致葉輪內(nèi)部流體速度、壓力分布等呈現(xiàn)不均勻狀態(tài)，產(chǎn)生低壓區(qū)，高脈沖使得水力損失過大，離心泵出現(xiàn)劇烈振動(dòng)。

2.3 流體力學(xué)因素

由于離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)期間，若發(fā)生氣蝕問題，就會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)加劇。比如：離心泵的入口壓力比正常工況運(yùn)輸流體飽和氣壓低，就會(huì)導(dǎo)致流體氣化，出現(xiàn)氣泡，氣泡能夠跟隨流體不斷移動(dòng)，向高壓區(qū)內(nèi)壓縮，將局部低壓消除，對(duì)于葉輪產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致離心泵振動(dòng)。

3 油運(yùn)離心泵的振動(dòng)問題處理策略

3.1 外部環(huán)境因素的解決措施

對(duì)于離心泵運(yùn)行過程由于外部因素導(dǎo)致的振動(dòng)問題，可通過制定巡檢制度解決，確保運(yùn)維質(zhì)量。根據(jù)離心泵的結(jié)構(gòu)松動(dòng)問題、潤滑失效、剛度不足、基礎(chǔ)松動(dòng)以及不同心等問題，制定日常巡檢制度與維護(hù)規(guī)程，指派維修人員每天對(duì)于離心泵進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查其同心度，同時(shí)還應(yīng)該對(duì)過濾器進(jìn)行清理，使用檢測設(shè)備對(duì)于軸承是否存在振動(dòng)問題進(jìn)行檢測，并且制定三級(jí)巡檢制度，及時(shí)潤滑，提高軸承的抗磨損能力，防止出現(xiàn)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布不均問題，控制扭矩變化。檢修人員還需對(duì)地腳螺栓是否松動(dòng)全面檢查，如果發(fā)現(xiàn)松動(dòng)問題及時(shí)緊固，防止離心泵使用期間由于系統(tǒng)傳遞能力和隔離能力不足，發(fā)生嚴(yán)重振動(dòng)問題。除此之外，還需注意基礎(chǔ)澆筑施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，以免出現(xiàn)空腔問題，保防止基礎(chǔ)和離心泵二者出現(xiàn)共振問題。

3.2 對(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因要解決措施

為防止離心泵使用期間由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素出現(xiàn)共振問題，應(yīng)該做好設(shè)計(jì)把關(guān)工作，對(duì)于離心泵合理選型，注意使用參數(shù)設(shè)定合理，可按照使用需求，邀請(qǐng)?jiān)O(shè)備制造廠家進(jìn)行相關(guān)檢測，判斷設(shè)備的部件是否出現(xiàn)磨損問題，并且及時(shí)更換，確保設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，維持離心泵內(nèi)部流場運(yùn)行穩(wěn)定，緩解壓力脈沖和水力損失等問題導(dǎo)致的振動(dòng)。還需注意，保證管路直徑應(yīng)該高于泵入口直徑，約一寸數(shù)量級(jí)，確保流體通過泵入口能夠進(jìn)行收縮，使其流速能均勻分布，還需在泵入口的前端設(shè)置一段直管，控制其長度高于管路直徑，約10倍左右，防止入口流道設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致流體的壓力、速度等分布不均勻，產(chǎn)生高低壓區(qū)，出現(xiàn)較強(qiáng)的振動(dòng)現(xiàn)象和水力損失。

3.3 流體力學(xué)問題解決措施

離心泵使用階段，可能出現(xiàn)氣蝕問題，導(dǎo)致離心泵振動(dòng)，若運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定不合理也會(huì)導(dǎo)致此類問題發(fā)生。所以需要對(duì)于使用人員展開技術(shù)培訓(xùn)，保證其操作離心泵環(huán)節(jié)能夠按章操作，啟動(dòng)離心泵以前，將泵內(nèi)氣體全面排除，并且按照使用要求對(duì)于過濾器兩側(cè)的壓力表示數(shù)進(jìn)行檢查，運(yùn)輸油品車輛應(yīng)該盡力安排在和泵入口相近的位置處，縮短吸入管路的實(shí)際長度，確保油罐液位處于離心泵入口位置之上。在串并聯(lián)環(huán)節(jié)，應(yīng)該注意離心泵流量的調(diào)節(jié)，以免出現(xiàn)“憋壓”或者“偏流”等問題，掌握油品的流動(dòng)性特點(diǎn)，制定作業(yè)方案，特別是對(duì)于高粘稠度油品的傳輸，應(yīng)該提前制定離心泵使用計(jì)劃，對(duì)于油品進(jìn)行預(yù)熱和加溫，防止流體汽化對(duì)于局部區(qū)域葉輪帶來沖擊，導(dǎo)致離心泵振動(dòng)或者氣蝕問題發(fā)生[2]。

4 結(jié)語

總之，通過上文分析，結(jié)合離心泵使用過程振動(dòng)問題的發(fā)生特點(diǎn)進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)，可以知曉離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程屬于整個(gè)系統(tǒng)中多個(gè)機(jī)構(gòu)共同運(yùn)轉(zhuǎn)，可能由于多種因素產(chǎn)生振動(dòng)問題。因此，需要做好離心泵的設(shè)備選型，按照輸送介質(zhì)特點(diǎn)對(duì)于其運(yùn)行時(shí)間合理設(shè)定，制定出科學(xué)的管理計(jì)劃，做好保養(yǎng)工作，消除離心泵使用階段出現(xiàn)振動(dòng)問題。