大型输油泵的震动测试分析.pdf

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1、、锄石油／化I通用机械IGMinPetroleum&Chemicaflndustl}中国石化上海石油化工股份有限公司(200540)张燕斌杭州汽轮机股份有限公司(浙江310022)朱燕群【摘要】针对某大型输油泵振动较大，分别对其在不同输送介质下做振动测试，并对时域振动数据和频谱特征分别进行对比，得到以下结论：在时域振动中，泵输送汽油介质的振动略强于柴油介质，且垂直向大于水平向；在频谱特征分析中，在1倍叶片通过频率频处振动幅值最大，且汽油工况时振幅较大；在水平向振动频谱，两种介质频谱相似。【关键字】输油泵振动频谱FFT一、前言在

2、当代社会，燃油无论在生产中还是在生活中都扮演着极其重要的作用，燃油的运输是其被利用的关键一环，而输油泵作为泵站输油的动力设备，其性能和效率是至关重要的，其中，泵的振动严重影响其效率和工作环境，因而一直是人们研究的重点方向。因为泵机组振动是导致其失效和损坏的一个重要原因，剧烈和持久的振动不仅会导致泵机组不能正常运行，而且有可能导致轴承等零部件的损坏，严重影响下游产品生产。因此需要对某输油泵振动特性进行现场测试，找出振动原因，并提出相应改造措施，对保障机组安全稳定运行具有重要意义。本次测试是利用AVANT数据采集与信号分析仪对某输

3、油泵站进行了振动测试，并分析了频谱特征，找出了机组振动原因，研究结果能够为同类输油泵的振动测试和状态监测提供一定的参考依据。GM通用棚■WWW．e蜘x．com2017年第l期二、测试对象本次测试对象为4台串联离心泵中的一台，如图1所示，图中箭头为介质的输送方向。根据现场数据报告，2号泵的振动相对较大，故将其作为本次测试对象。布点位置设在非驱动轴承端，分别测其垂直向和水平向振动，泵管道自由放置在支撑座上，具体位置如图2所示。图1串联泵组图2布点和支撑座位置2号泵为单吸多级离心泵，叶片数为Z=6片，其额定运行参数为：流量Q=I14

4、0m3／h扬程H=330m；转速n=2980r／min；输送温度：正常20X3、最高40X3、最低10X]；必需汽蚀余量NPSH,=19m。为确保测试数据的准确性，必须确定泵在稳定状态下才进行测试，从泵起动到开始测试需等待一段时间。另外，鉴于本次测试为两种介质，故测试时间间隔了l天，第一天对汽油介质工况进行测试，第二天对柴油介质工况进行测试。三、测试方法本次测试是严格按照GB10889--1989《泵的振动测量与评价方法》进行，测点设在非驱动轴承端，测量方向为垂直向和水平向。利用压电式加速度传感器以及AVANT数据采集与信号分

5、析仪进行试验采集信号和数据处理，其中，采样频率为24000Hz，采样点数为8192个，但在数据分析时高频段几乎相似，故重点对1000Hz以下频谱函数分析比较。四、结果和分析1．时域分析表1是该测点垂直和水平两方向在不同介质下的振动速度有效值，有效值与平均能量有关，所以振动烈度(振动速度的有效值)就代表了振动的平均能量。一般来说，振动能量大小与机器状态是密切相关的，不希望看到机器具有较大的振动能量，除非是破碎机之类的用振动工作的机器。另外有效值相对稳定，不应大起大落，因此用于机器保护是一个理想的计量单位；但也要看到有效值有它不足

6、的地方，比如说滚动轴承或齿轮在故障初期其振动有效值并不高，倒是峰值变化很明显，因此从预警角度来说，峰值可能比有效值更有效。本次2．频谱分析频谱分析是检测机械设备故障的最有力工具，本文采用振动速度分析该点在不同工况下的振动频谱。振动位移具体地反映了间隙的大小，振动速度反映了能量的大小，振动加速度反映了冲击力的大小。也可以认为，在低频范围内，振动强度与位移成正比；在中频范围内，振动强度与速度成正比；在高频范围内，振动强度与加速度成正比。正是由于上述原因，在实际应用中，通常情况下，大机组转子的振动用振动位移的峰值表示，用装在轴承上的

7、非接触式电涡流位移传感器来测量转子轴颈的振动；大机组轴承箱及缸体、中小型机泵的振动用振动速度的有效值表示，用装在机器壳体上的磁电式速度传感器或压电式加速度传感器来测量；齿轮的振动用振动加速度的单峰值表示，用加速度传感器来测量。本次测试对象是中小型机泵且振动强度集中表现在1000Hz以内，因此使用加速度传感器采集加速度信号积分到速度信号分析其振动情况。(1)垂直向频谱分析图3和图4为测点垂直向频谱图，2号泵的转速为2980r／min，所以泵的转速频率厂为50Hz，叶片数z为6且通过频率为300Hz。由图3可以看出，当泵输送介质为

8、汽油时，叶片频率300Hz处出现高振幅，幅值超过3．5mm／s，根据旋转机械常见故障诊断可知，当最大振动频率出现在研寸，为叶片通过频率，主要是由叶片转动引起；在100～400Hz频段频谱呈“稻草堆”状，这些无规律的振频，与旋转的叶轮和静止的蜗壳之间产生的非稳定流体激振有关。测