水泵振動和噪聲的解決方法

曹崇宏++仇偉偉++孔江峰

摘 要：本文從水泵生產振動和噪聲的原因入手，提出有效解決水泵振動和噪聲的有效措施，希望本文能為合理使用水泵提供一些有益的參考和借鑒。

關鍵詞：水泵；振動；噪聲；解決方法

中圖分類號：TH34 文獻標識碼：A

水泵是使用非常廣泛的機械，其振動噪聲引發的干擾問題越來越受到人們的關注。水泵在工作時會產生間歇的、不規則的、隨機的、連續的噪聲，該噪聲具有聲波長、衰減慢、衍射波可繞過障礙物等特點。尤其是高層建筑設備側的水泵振動會對相鄰樓層造成重大影響，假如不進行規范治理，會對相鄰樓層造成一定程度的損害。

一、水泵產生振動和噪聲的原因

當前，我國共有50余萬座大中小型灌排泵站，給我國的農業生產帶來了極大的便利。但受到各種因素的影響，在實際工作過程中，大部分的水泵出現了不同程度的振動現象，并且伴隨較為劇烈的噪聲，不但給設備的安全穩定運行帶來一定影響，也對泵站工作人員的人身安全及身體健康造成很大威脅。

水泵噪聲即水泵設備在運轉過程中發出的間歇性或無規律的聲振動，其形成原因比較復雜，主要包括：壓力脈動引起的噪音、基礎或軸承滑動聲音、汽蝕引發的噪音、泵殼和水摩擦引發的聲音、沖擊發出的噪聲，其中，由汽蝕、沖擊或壓力脈動引起的噪聲往往還伴隨一定的振動。在水泵設計過程中，對于汽蝕、沖擊等引起的噪聲和振動，采取相應的設計優化方法，通常能夠有效控制。對于壓力脈動等其他原因導致的噪聲，采取一定的控制措施后也可有效處理。

二、水泵振動和噪聲的解決方法

1.壓力脈動的解決方法

壓力脈動即因水泵葉輪外緣經過泵殼隔舌而引起的周期性壓力波動，一般來說，在設計達標的情況下，離心泵的壓力脈動變化值會保持在設計點揚程的5%～8%。與此同時，水流經過混流泵及軸流泵導葉時，也會在葉輪葉片處引起壓力脈動，只是其揚程很低，一般產生的壓力脈動不會對水泵運行造成嚴重影響。

然而，對于離心泵尤其是揚程較高的離心泵來說，水泵本體產生的壓力脈動往往可以傳導至輸水管道，從而引起一定的管道噪聲。所以在水泵總揚程較高的情況下，壓力脈動經常引發很多的問題，故應當引起重視，對其進行必要的研究，制定相應的預防措施。

下面主要闡述如何優化對水泵的設計，從而有效減輕水泵的壓力脈動。水泵產生的壓力波動主要是正弦波，因此為有效減小水泵的壓力脈動，可以使泵殼隔舌與葉輪葉片間成傾斜相交、正弦波相位錯開葉輪、加寬泵殼隔舌與葉片之間的距離等多種方法，減小水泵壓力脈動。

（1）隔舌與葉片傾斜相交法。一般而言，雙吸離心泵的葉輪葉片出口與泵軸是相互平行的，這種情況下葉輪葉片通過隔舌時會對水流作線切割，因此會引起比較強烈的壓力脈動。傾斜相交法通過把葉輪葉片的外緣改變為傾斜狀，確保葉片通過隔舌時不再對水流作線切割，而是按點切割水流，以此來有效減輕壓力脈動。在該方法中，可以將葉輪外緣做成傾斜的，也可以將隔舌做成傾斜的。

（2）在設計葉輪時，錯開相位。在對雙吸離心泵進行設計時，可讓左右兩側的葉輪保持半個間距的相位差，這樣就能用一側的壓力脈動去抵消另一側的壓力脈動，以此起到減輕壓力脈動的作用。

（3）加寬間隙法。加寬泵殼隔舌與葉輪葉片外緣的間隙，可以最大限度地減輕壓力脈動。在實際運行過程中，間隙變大會導致水泵效率降低，所以該種方法的使用率不高，使用率較高的方法為傾斜相交法和錯開相位葉輪法。

2.汽蝕振動及噪聲的解決方法

水泵運行過程中，葉輪葉片在進口處可能產生汽蝕現象，當氣泡隨水流進入高壓區后，壓力迅速增大，會使氣泡發生破裂。在這一過程當中，無論是氣泡的發展、形成還是破滅，都會引起周遭水流壓力的急劇變化，從而產生振動和噪聲。根據水泵設計結構及規格的不同，噪聲及振動的嚴重程度也會有所不同。

在設計水泵的時候，一般是按照不發生汽蝕的情況來進行研究的，故水泵在正常情況下是不會發生汽蝕的。但在實際使用過程中，水泵受運行工作點偏離、流體性質差異等因素的影響，是很難徹底消滅汽蝕的。當發現水泵有汽蝕癥狀時，需要采取以下做法：擴充吸水管內徑，盡量降低吸上揚程，有效減小吸水管路損失；嚴格控制水泵運行范圍，盡量使工作點保持在不會引起汽蝕的范圍以內；設法減小水泵高程等。此外，在水泵設計生產過程中，要盡可能采用具有一定抗汽蝕能力的新型材料。

3.基礎振動的解決方法

一般而言，在安裝水泵及電機時宜選擇大型基礎，這樣可以將泵組產生的絕大多數加振力傳導到基礎上。理論上，基礎振動與設備質量成反比，只要基礎足夠大，就能將水泵和基礎振動都控制在較小范圍內。如果基礎不夠大，而振動非常大的時候，就會在周圍產生較大噪聲。因此，考慮到泵房建筑物承受能力，要采取有效措施予以消除。

為有效減少振動造成的基礎、設備破壞，在設計泵站時要采取下列措施：對進出水管與泵體使用柔性接頭或者限位伸縮接頭連接；墻體與管道接觸部位使用彈性支撐，穿墻的管道使用彈性墊層；將水泥基礎挖低，基礎與水泵基座采用減振器進行連接；最好選擇噪聲低的電機；在有可能會出現噪聲的管道上安裝蓄能罐、管式消音器或者旁側支管。

4.泵站噪聲的解決方法

在設計過程中，為有效減少泵站噪聲，需要首先弄明白產生噪聲的部位，在最大限度地減少設備噪聲情況下，綜合研究泵站產生噪聲的原因，根據研究情況制定行之有效的降噪方案。

一是在泵站中噪聲可能超過規定值的地方，采用以下措施防止噪聲出現：重新對泵站總體的布局進行全面研究，采取拉開距離的方法有效降低噪聲；在泵站室內使用吸音材料進行施工；盡量增加墻壁的厚度；泵站的窗戶使用雙層窗、玻璃窗或者不透氣窗；在需要的地方增設雙層隔音板，還可以根據具體情況安裝消音器。

二是在有可能通過固體傳輸噪聲的地方，應當采用下列措施：把水泵的基礎制作成防振底板；盡量選用低壓力的脈動水泵；將水泵地面和基礎做成獨立并且絕緣的；泵站的外墻面可以選擇安裝具有防振效果的隔聲護墻板。

三是在容易因微小振動產生噪聲的地方，可采用安裝隔音防振護墻板的方式，最大限度地隔絕由于外墻面壁發生振動而引發的噪聲，有效減少噪聲的產生。

與此同時，在泵房以外放置的冷卻塔、設備等要選擇低噪聲式，同時盡量安裝隔音屛板；可以改換變壓器放置的場所，并使用隔音屛板進行隔離；最好也在清污機上安裝隔音屛板，采取以上措施可以有效降低噪聲。

結語

總而言之，目前我國水泵的使用數量非常大，同時使用范圍也非常廣。其被廣泛運用到冶金采礦、船舶工業、核電、火力發電、石油化工、動力工業、農田灌溉等各個領域。在使用水泵的過程中，種種原因會導致水泵產生振動和噪聲，給周圍環境和人群造成危害，因此有效減少和減輕水泵振動和噪聲有著非常積極的重要意義。在實際的工作中，要結合水泵產生振動和噪聲的具體原因，具體問題具體分析，制定行之有效的降噪措施，有效規避水泵振動和噪聲帶來的一系列問題。

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