离心泵的振动分析及预防措施

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1、万方数据《化工装备技术》第29卷第2期2008年离心泵的振动分析及预防措施张巍’(大连苏尔寿泵及压缩机有限公司)摘要对石化行业使用的离心泵振动原因进行了分析，并提出了相应的预防措施，希望能对现场运行人员的维护和检修工作提供借鉴。关键词离心泵振动转子叶轮预防措施离心泵是石化行业使用的重要辅助设备，其能否可靠运行直接影响着企业的安全和经济性。随着动力装置的大型化和回转设备的高速化，离心泵的振动问题也日渐显现。根据石化行业设备故障统计，振动问题已成为设备部件损坏、密封泄漏以及造成设备停运的重要原因。l离心泵振动原因分析从广义上讲，引起离心泵振动的原因是多方面的，

2、包括离心泵的设计、制造、安装、运行、使用及系统管路布置等因素。但在使用现场，造成设备振动增大的原因更集中在以下几个方面。1．1转子不平衡当转子的质心偏离圆转轴线时，便会产生偏心质量。高速转动下的转子便会产生方向周期变化的离心力，该力作用在支撑轴承上，便诱发了轴承部位的振动。理论上影响偏心质量的因素很多，但根据设备实际运行情况，转子不平衡引发振动，多集中在以下几方面：(a)转子平衡精度较低，存在较大的残余不平衡量。(b)叶轮等回转零件，在高速转动时，·张巍，男，1970年2月生，商级工程师。大连市。116600。因回转应力造成内孔扩张，形成叶轮和轴的配合间隙

3、变大，从而使转子部件的平衡品质劣化。(c)泵轴自身在实际运行中，因某种原因发生弯曲变形，造成不平衡量增大。(d)叶轮磨损、断裂或被异物堵塞，造成不平衡量增大。1．2机组同轴度调整不良产生振动一般情况下电动机和泵通过联轴器实现动力传递。装配时电机和泵的同轴度有严格的调整精度要求。机组运行状态下，同轴度超差会破坏联轴器工作的平衡状态：为补偿这种偏差，联轴器的挠性原件便会产生交变的协调变形，从而产生交变的协调内力，此力作用在泵和电机上，便引起机组振动。1．3轴承原因引发振动轴承磨损，造成内外套间隙变大。转子部件偏心运行，产生振动。这种情况多集中于立式泵。对于滑动

4、轴承，如果轴瓦顶部间隙过小或瓦盖紧力过大，都会造成轴与上瓦的部分接触，接触点的摩擦力作用于转子旋转的相反方向上，迫使转子激烈地振动旋转。这种振动是一种自激振动，与转速无关。如果轴瓦两侧间万方数据70离心泵的振动分析及预防措施隙不合适，则无法形成工作油囊，造成干摩擦，也会引起自激振动。1．4共振共振是机械振动的一种特殊情况，即当机组的固有频率等于策动力频率时，机组产生强烈振动。机组共振时，理论上其振幅无限放大。但是转动机械实际运行时，由于水力阻尼、材料阻尼等因素的存在，共振振幅只能达到一个有限值。共振存在两种形式：转子部件固有频率接近运行转数时产生的共振，称

5、之为转子共振；支撑基础的固有频率接近运行转数时产生的共振，称之为基础共振。转子共振频率与转子的平衡状态无关，但偏心质量的存在会加剧振动幅值。1．5转子部件中心线偏离泵壳中心构成转子部件的主要零件为叶轮，其作用是给液体增加能量。泵壳的作用为能量转换，将叶轮流出的液体动能转换为压力能，提高泵的工作效率。理想状态下，叶轮和泵壳间的水力流动是轴对称的，压力对称分布。双支承泵转子轴线调整不良，密封环、级间衬套等零件发生磨损，密封间隙变大，水力支撑减弱，转子部件中心线在运行状态下便会偏离泵壳中心；这种轴对称状态将被打破，压力非对称分布，产生径向力作用在转子部件上，从而

6、产生振动。1．6水力波动和汽蚀引起振动设备运行中，离心泵偏离额定工况点后，泵内水力流态异常，造成水力波动增大，从而会导致离心泵振动超标；某种原因造成离心泵叶轮入口液体的绝对压力低于气化压力时，液体便发生气化，形成气泡。气泡向前流动，进入高压区后会迅速缩小并溃灭，周围液体质点将高速填充空穴，发生强烈水力冲击，产生振动和噪声。2维护人员应采取的预防措施通过以上分析，离心泵振动主要是由机械方面和液体水力流动两方而原因造成的。因此。应针对这两方面采取必要的顶防措施和改进办法，使机组稳定运行。主要措施如下：2．1增加平衡程序设备大修时，对多级泵而言，应进行泵轴直线度

7、检测，通常径向跳动值应小于0．05mm，否则应进行校直处理。转子部件更换叶轮及其他回转零件后，应增设转子动平衡检测工序，以减小转子不平衡量，平衡精度应不低于C2．5。检修人员应根据交工文件的记载确定转子的平衡转数。对于刚性转子而言，可以进行低速动平衡试验；对于挠性转子而言，则平衡试验的转数不应低于转子的工作转数。2．2完善检修和调整工艺设备的检修及相关同轴度调整、轴承游隙调整，对设备可靠运行、消除振动是极其重要的，因此必须严格按照设备运行维护手册要求，完善相关检修和调整工艺，并严格按此执行，避免野蛮操作，减少相应零件的装配误差。对于转子部件中心线和泵壳中心

8、的对中调整，应使用两侧轴承箱上的调整螺栓(顶丝螺栓)进行。微凋双侧