焦化汽油加氫進料泵振動分析

古通生

（中國石化廣州分公司，廣東 廣州 510700）

一、概述

2010年10月，兩臺剛投產的50萬t/年焦化汽油加氫裝置進料泵出現振動超標現象。兩臺泵振動速度有效值都在11m/s以上，而該泵按標準最大允許值是4.5mm/s。兩臺泵屬同一型號，具體的性能參數見表1，泵的測點布置如圖1所示。該泵為八級的多級雙支撐離心泵。

表1 進料泵性能參數

二、振動測試分析

2010年9月13日，焦化汽油加氫裝置的進料泵開始進行單機試車，試泵時采用水進行單試，單試時就發現振動超標，最大振動速度有效值達7.8mm/s。當時即對泵的管線支撐進行調整，對中重新復核，但振動下降不明顯。2010年10月裝置投入生產，泵的振動明顯上升，且隨負荷變化而出現波動，波動范圍為9～11mm/s。現以位號為P8301B的泵來說明兩臺泵振動測試分析及消除過程。

2011年1月15日，對泵進行測試，振動測試采用Enpac 2500數據采集器，采集的數據有評判振動是否超標的速度有效值及評價軸承運行狀態的參數值（G's），測試的結果見表2。從表2的數據看測點2、3的振動速度有效值超標，而軸承運行狀態值G's都小于1，屬于良好狀態，這可排除泵的振動是由于軸承缺陷引起的。對振動超標測點2、3的振動速度信號作頻譜分析得到的頻譜圖如圖2、3所示。

表2 進料泵振動數據

加氫進料泵的轉速為2 980r/min，對應的工頻為2 980/60=49.7Hz。從圖2、3看，振動的主頻都為289.9Hz，正好是工頻的六倍。對于測點2、3的振動來說，六倍頻分量值占通頻值達到89.4%、89.7%。該泵為什么會發生六倍頻的高頻振動？查找該泵的相關數據資料，可知該泵為八級泵，其中第一至七級葉輪的葉片數都為六，第八級葉輪的葉片數為七。289.9Hz的主頻率正好為第一至七級葉輪的葉片通過頻率。這可確定泵是發生了葉片通過頻率的流體激振。對于離心泵來講引起葉片通過頻率的流體激振原因有：葉輪外徑與導葉之間的間隙過小；轉子中心與殼體中心不重合；泵的操作流量過小。

在對兩臺泵振動測試時發現，振動主頻都為六倍頻，故查找原因時先從泵的操作流量著手，把泵的出口閥及出口回流管線閥在不超電流的前題下開到最大，振動未下降，這可排除操作流量過小的可能。對于轉子中心與殼體中心是否重合的問題只有檢修才能發現。葉輪外徑與導葉之間的間隙在出廠資料中無該相關尺寸，詢問泵制造廠時得知兩臺泵葉輪外徑與導葉之間的間隙不超過3mm。參考API610標準認為葉輪外徑與導葉之間的間隙過小。

三、振動處理過程

2011年1月19日，準備好相應配件后，對泵進行解體檢查及調整葉輪外徑與導葉之間的間隙的改造。泵解體時兩端的軸承完好，轉動部件與靜止部件間未發現碰磨痕跡，而葉輪外徑與導葉之間的間隙在1.9～2.8mm，具體各級間隙數據見表3。

表3 葉輪外徑與導葉之間的間隙值

調整間隙時本想車小葉輪外徑，因泵的揚程余量不多，經與泵制造廠商量后把導葉內徑擴大，改造后葉輪外徑與導葉之間的間隙在7.1mm至7.9mm間。

2011年1月31日，B泵在調整葉輪外徑與導葉之間的間隙后投用，泵振動消除。

[1]沈慶根.化工機器故障診斷技術[M].浙江大學出版社,1994,12.