離心泵振動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，較為常用的一項設(shè)備就是離心泵，其發(fā)揮著運輸流體的作用。但是在運行過程中常常會出現(xiàn)振動故障，為此，本文首先對離心泵振動的原因進行分析，并在此基礎(chǔ)上探討其有效的解決方案，希望能對廣大同行有所助益。

關(guān)鍵詞：離心泵；振動；原因；解決；方案

一、離心泵振動的原因分析

（一）機械方面原因

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，一旦啟動離心泵，如若軸承受力不對稱就會出現(xiàn)小幅振動，而一旦轉(zhuǎn)速不斷加大，直至其大過規(guī)定限額后，其振幅便會大大增加。一些離心泵，因為使用時間過長，部分軸承轉(zhuǎn)動零件以及葉輪出現(xiàn)嚴重老化，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)量不對稱，進而導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)震動故障。由于該問題引發(fā)的振動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，且校驗校正下一步的平衡性，進而將振動源徹底消除。第二， 離心泵機組中心不正。在離心泵中，一個重要動力構(gòu)件就是其機組，如若機組中心不正，則必定會導(dǎo)致在轉(zhuǎn)動時機組振動的產(chǎn)生，且符合不斷增加，隨之而造成的振動頻率與幅度也會不斷變大。歸納來說，導(dǎo)致該問題出現(xiàn)原因主要在于以下幾點：一是離心泵質(zhì)量不達標，一些機組做工質(zhì)量低劣，在實際安裝時沒能正確校正位置；二是前后軸瓦不對稱或軸承磨損。由于機組中心不正而導(dǎo)致的振動，需要對離心泵的運行參數(shù)進行細致檢測，且合理調(diào)配離心泵的性能，防止出現(xiàn)振動情況。三是聯(lián)軸器不對正。在離心泵中一個關(guān)鍵部位就是聯(lián)軸器，在安裝離心泵時，如若連接螺栓相應(yīng)精度不準或是聯(lián)軸器不同心均會導(dǎo)致離心泵軸承與原動機軸承不在相同水平線上。一旦啟動離心泵，便會產(chǎn)生振動故障。如若是聯(lián)軸器不對正，則會在剛開始運行離心泵時產(chǎn)生較小振動，而通過較常時間運行，就會由于基礎(chǔ)下沉或地腳螺栓松動墊板移動而導(dǎo)致泵中心偏移，進而引發(fā)振動。第四，支撐部件出現(xiàn)故障。離心泵的穩(wěn)定運行離不開支撐部件的支持，防止因為地基下沉等因素而降低離心泵的運行效率。而如若支撐部件出現(xiàn)松動、剛性不足等情況就會導(dǎo)致離線泵處置發(fā)生偏移，隨著運行不斷進行，位移偏差不斷變大，從而致使離心泵機身振動情況出現(xiàn)。第五，離心泵潤滑不足。在運行環(huán)節(jié)，離心泵的機組部件與軸承間會產(chǎn)生巨大摩擦力，而經(jīng)過長期高速轉(zhuǎn)動會導(dǎo)致溫度上升，進而加快部件間潤滑油揮發(fā)速度，所以，必須要定期采取涂抹潤滑油的方式來將摩擦阻力消除，降低零部件的摩擦力。不過由于一些離心泵沒有能夠有效做好潤豪保養(yǎng)工作，導(dǎo)致一些重要機組其潤滑程度不夠，在長期運轉(zhuǎn)情況下必定會導(dǎo)致部件出現(xiàn)磨損，進而出現(xiàn)部件質(zhì)量不均勻的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)振動故障。

（二）水力學(xué)方面的原因

具體來說，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。離線泵的工作機理在于利用葉輪高速運行于泵體內(nèi)形成負壓，并在此作用下自動吸引液體至泵體內(nèi)實現(xiàn)流體運輸。如若被吸入葉輪的流體中存在氣泡，一旦其處于泵體負壓情況下，其壓力會驟增，導(dǎo)致液體在短時間內(nèi)汽化為諸多小氣泡，而這將會破壞到葉輪，導(dǎo)致振動情況出現(xiàn)。汽蝕現(xiàn)象是導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)振動的一個較為常見的故障，特別是在運輸大流量液體過程中，汽蝕現(xiàn)象會引發(fā)較大振動噪音。第二，流量不足而導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)振動。如若離心泵其輸送流量沒有大于規(guī)定最小限額，則會導(dǎo)致泵體內(nèi)無法維持飽和流量運行，由于壓力不穩(wěn)定個人引發(fā)管路出現(xiàn)強烈振動，并且一些液體還會出現(xiàn)汽化，使得汽蝕現(xiàn)象的破壞性增強。

二、離心泵振動的解決方案

（一）合理設(shè)計與安裝離心泵

對離心泵進行合理的設(shè)計與安裝能夠?qū)撛诎踩[患消除，確保離心泵的運行正常與穩(wěn)定，降低振動發(fā)生幾率。所以在實際設(shè)計與安裝過程中需要做好如下幾方面內(nèi)容：第一，仔細檢測離心泵的轉(zhuǎn)子平衡，并利用平衡試驗來對轉(zhuǎn)子的平衡性進行驗證，保證轉(zhuǎn)子運行對稱。第二，將離心泵的臨界轉(zhuǎn)速準確計算出來，避開離心泵的臨界轉(zhuǎn)數(shù)，降低出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象的幾率，特別是對于管路較長、流量較大的運輸工程，則需要使用正壓進泵。第三，對管路安裝進行科學(xué)規(guī)劃，在安裝管路過程中需要將其熱脹冷縮的特征進行綜合考慮，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，將離心泵振動的危害降到最低。第四，在安裝離心泵時，先是要仔細檢查葉輪有無存在腐蝕現(xiàn)象，軸承間間隙合適與否，防止出現(xiàn)質(zhì)量不達標的情況。不僅如此，還需要著重對泵體的聯(lián)軸器與電機對癥與否進行檢查，如若情況需要，則需要采取人工方式進行調(diào)整。

（二）定期維護離心泵

定期維護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，通過聲音、觀察以及性能檢查來對其運行狀態(tài)正常與否進行判斷。并且還需仔細檢查離心泵機組有無出現(xiàn)密封圈滲漏、平衡管發(fā)熱、彈性交圈受損、螺栓松動等問題，如若存在上述問題，則需要立即進行解決，防止故障惡化。除此之外，工作人員還需要定期清洗與潤滑離心泵，防止離心泵由于上時間運轉(zhuǎn)而出現(xiàn)機械損傷的情況，同時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、彎頭等入口關(guān)鍵數(shù)量；將管線長度減少；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到提升裝置有效汽蝕余量的目的。冷卻飽和態(tài)液體為過冷態(tài)同樣能達到此效果。不過采取此種方法要求熱進料，會導(dǎo)致能耗的增加。如若是過冷態(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導(dǎo)致汽蝕情況出現(xiàn)。如若汽蝕現(xiàn)象是因為泵的內(nèi)漏導(dǎo)致的，便可以采取將口環(huán)間隙縮小的方法來處理。除此之外，在揚程可被降低的情況下，將變頻調(diào)速器設(shè)置于泵的電機處能夠達到將電機轉(zhuǎn)速減小的效果，將葉輪入口處液流相對速度降低，以達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

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

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