離心泵振動故障診斷處理一例

唐 偉 潘多艷

1.概述

新疆油田公司某作業區轉油站三臺臥式離心泵，流量126m3/h,揚程 206m，功率 185kW，轉速 2750r/min，入口壓力0.5MPa，出口壓力2.2MPa，電機轉速2980r/min。設備自安裝之日起，長期處于振動較大的狀態，泵、電機檢修過多次，始終無法從根本上解決泵振動過大的問題。為了找出問題所在，對整個系統（管道、泵和電機）進行振動測量，包括入口和進口壓力的測量。

利用Enpac2500數據采集器，選擇垂直、水平、軸向三個振動測量方向，分別在3#泵電機機殼聯軸器側軸承、泵殼葉輪側軸承，進出口管線處法蘭以及管線末端采集振動數據（表 1）。

表1 3#泵振動測量數據 mm/s

2.振動分析與故障查找

由表1測量結果看，電機機殼聯軸器側軸承測量通頻振幅最高達到了15.2mm/s，泵殼葉輪側軸承測量通頻振幅最高達到了15.6mm/s，遠遠超過了報警值（≥4.5mm/s一級報警，≥7.1mm/s二級報警），進出口管線法蘭測得通頻振幅最高達到了18.0mm/s，遠高于管道振動允許值。

測點3頻譜（圖1）中可以看到主頻在45Hz,主要由不平衡引起的；對1#、2#泵進行測量，泵本體的振動也較大，三臺泵均在入口壓力0.25～0.5MPa、出口壓力1.5～2.2MPa出現明顯波動。

綜合分析結果，判斷進出口管線存在某種缺陷，引起設備高振動和入口、出口壓力的波動。接著測量了管道固有頻率，給故障泵加上外部激發頻率測量固有頻率，所測固有頻率分別為45Hz和40Hz，兩個固有頻率相近，且非常接近泵的轉速頻率，這樣就給泵一個向下的力，影響了泵旋轉時的動平衡，使泵出現了類似于不平衡的故障特點。

觀察三臺泵的進出口管線的布局，發現三臺泵的出口管線從泵3#的A處直至墻面沒有一個支撐（圖2），管線及三個出口控制閥的重量均由三臺離心泵承受。這不符合泵的安裝使用要求，泵體不應當承擔本體以外的任何重量。

通過上述分析可以得出，泵的進出口管線沒有支撐，管線及閥門的重量均由泵承擔，使泵產生過大振動，長期運行足以損壞泵的零部件。

3.處理措施

（1）在泵出口管線的三個閥門的兩側就地加徑向支撐，考慮到泵出口管線的溫度較高（夏季可達100℃），加防止振動的膠皮及木塊不安全，由于出口管線振動不大，所以建議支撐與管線剛對剛接觸，只要能支撐其重量即可。

（2）如果條件允許，對進口管線的支撐進行加固。

（3）對設備重新對中心。

在加支撐時注意不能使管線與泵的連接處別勁。如條件允許可先把泵與出口管線斷開，加好支撐后，使泵與出口管線法蘭自然連接。

經過整改，在泵的進口管線新加了兩個支撐，振動有所下降，但泵的出口管線沒有支撐。從4月6日監測數據可以看出，電機和泵體的大部分測點振動有所下降，但是還有個別測點振動值超出報警范圍。7月13日對出口管線再加設支撐后，設備所有測點振動值均在標準范圍內（表1），效果良好。整改后泵進、出口管線結構見圖3。

4.結論

（1）連接泵體進、出口的管線的劇烈振動是壓力波動的原因，出口壓力的波動表明泵運轉不穩定，并形成重復循環，其結果就是把一個動壓分力加到靜壓力上，一部分作用力加到了泵殼中的葉輪和軸上，徑向力作用在軸線垂直面上，轉子動力作用在旋轉軸線軌跡上，軸向力作用在進口端。

（2）在泵的進、出口管線分別加設支撐，泵所承受的重量得到緩解，外輸泵振動有較大幅度的下降，在工頻轉速下各測點振動均在標準范圍內，整改效果較好，從而確保了設備安全正常運行。

（3）管道振動的大小不能憑肉眼觀察，而是要借助專業的振動監測儀器，利用振動監測及故障診斷技術進行數據的采集、處理和分析判斷。

W13.04-31