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水泵离心泵振动原因分析

更新时间:2019-05-29 01:02:23

离心泵振动原因分析
       分析水泵运行中出现振动的主要原因,分析改进,增加水泵运行的稳定性,减少维修,增加经济效益。
  泵的定义是把电动机的机械性能转换成液体能量的机器,应用范围极为广泛,主要应用在石油石化行业,给排水,纺织,钢铁,造纸,核电,矿山,饮食等等。随着对经济高效益,社会高效益和生态高效益等效益最大化的追求,对水泵节能减排,运行周期稳定的需求也随之增大。但是作为机械运转零部件,在实际的使用过程中,开停机过于频繁,运转时间过长,检修维护不到位等因素使水泵使用寿命缩短,甚至发生多次大小的事故,严重影响经济效益和使用效益。
  离心泵运行中的故障主要分为机械故障和性能故障。振动是评价水泵机组运行可靠性的一个重要指标,很多振动可以通过提高设计和安装的质量,提高操作水平,加强日常维护等措施避免。以下是我们分析影响水泵振动超标的主要原因,加以避免,提高实际使用的效率,增强运行的稳定性。

  1 轴承损坏引起的机组振动
  轴承是整个泵机组的主要部件,是在轴向和径向的载荷作用下,使轴和转子与固定零部件保持对中。我公司的离心泵主要采用SKF轴承。使用过程中会遇到轴承发热的现象,这是轴承损坏的前兆。而引起发热的原因很多,如润滑油加入的过多或过少,变质等等。要正确选择润滑油牌号,及时更换润滑油。另外轴承面磨损严重,轴瓦间隙过小,使得转动过程中机组不对中,引起机组振动增加。严重时会抱死在轴上,导致整个机组的损坏。

  2 水泵和电机不对中引起的机组振动
  离心泵与电机之间是靠联轴器连接,泵用联轴器一般采用挠性联轴器,目的是传递功率,补偿泵头与电机轴之间的相对位移,缓和冲击,避免危害性振动。在工业泵应用领域,常用膜片联轴器,为了方便检修,在不移动电机和离心泵的情况下更换润滑油等检修工作,通常采用带加长段的膜片联轴器。在安装过程中用千分表校正轴向和径向,在允许偏差值的范围内安装。但是如果在安装过程中偏差超过允许值,导致水泵轴与电机轴不同心,或是联轴器的机械加工精度差,安装不合格等导致接合面不平行度达不到要求,就会使得联轴器间隙随着轴旋转而忽大忽小,因而发生偏心,导致机组振动幅度加大。另外,联轴器螺栓间距布置和螺栓扭矩值都是有具体要求,由于联轴器传递扭矩,这部分螺栓受力大,如扭矩和布置不满足要求,产生的不平衡的力作用在轴上,产生强迫振动,导致联轴器损坏等严重后果。

  3 水泵或是电机的转子不平衡引起的机组振动
  水泵的主要流体部件叶轮质量分布不均匀,叶轮在铸造或加工的过程中厚薄不均,或者是叶轮的前后盖板质量不均匀,使得叶轮安装到转子部件后,旋转过程中产生晃动,使得轴的振动幅度增加,从而使得轴承的受力加大,超过轴承的允许范围,轻则引起泵机组的振动,重则引起机组抱死,损坏。因而在安装初期消除这种隐患很必要,优化叶轮水利,检修铸造用的叶轮模具,及时更换和维护。在加工完成后需要做叶轮的静平衡,动平衡,转子的动平衡,消除由于叶轮不平衡导致的机组振动。

  4 泵发生汽蚀引起的机组振动
  泵机组振动或是泵性能失效很多时候是由于泵发生汽蚀引起的,液体发生汽蚀时,液体质点相互冲击,产生噼里啪啦的噪声及机组的强烈振动,这种现象对于叶轮的损坏是致命的,发生汽蚀的叶轮叶片表面呈现出坑坑洼洼的状态,发生汽蚀后叶轮可能作废,所以防止发生汽蚀对于水泵运行的稳定性,减少经济损失至关重要。用户在布置泵房时考虑增加系统有效的汽蚀余量,可以提高泵入口液体面高度,减少泵吸入口处的阀门,弯头数量,缩短管线长度等等,从而提高装置的汽蚀余量NPSHa值。泵厂需要降低泵的必须汽蚀余量NPSHr值,当然,泵的必须汽蚀余量是泵本身的固有性能,只有通过改变泵的内部结构才能实现,这就需要我们在报价选型阶段慎重考虑。只有当NPSHa值与NPSHr值之间的差值越大,发生汽蚀的可能性越低。

  5 泵腔体内进入杂物引起的振动
  水泵在运行过程中,当运行水位过低的时候,水池底部的废弃物,例如塑料,木根等废品随着水泵的抽取进入到水泵内部,导致转子发生不平衡而发生振动。泵出口的水量下降,严重时可导致泵机组不能正常运行。为了防止发生此现象,条件允许时要在泵入口处增加过滤器,防止杂物进入。要定期检查容器底部,清除异物,打开泵入口过滤器,清除堆积物或更换滤网。保证机组在设计水位运行。如发现有杂物进入到泵体内,要及时停机,然后把出水闸阀开启一定高度,机组倒转10S左右,把出水闸阀重新关闭,待水泵停转后,重新开机,当振动消失后,证明杂物已被倒出,此时水泵的流量将明显增大。

  6 水泵在非最佳工作区域内工作引起的机组振动
  泵的性能曲线中体现出了每台泵都有一个最佳工作范围,水泵在这个工作范围内运行,其流量,扬程,汽蚀和效率等性能都可以达到最优解,保证稳定运行。但是随着远离最佳效率点,泵的机械性能也随之下降。离心泵在选型的时候要尽量保证处于最佳工作区域内运行,此工作区位于性能曲线中最佳效率点流量的80%~110%区间内。如无法满足在最优工作区内工作,也要使离心泵在允许的工作区内运行,此工作区位于性能曲线中最佳效率点流量的70%~120%区间内。如果超过这个范围,在小流量点运行,使得轴向力增大,不能平衡掉剩余的轴向力,使得转子受到轴向力的牵引,造成转子发生位移,破坏原有的平衡,产生冲击,引起振动。

  7 泵腔体内进入空气引起的机组振动
  水泵在安装调试之后,准备开机之前要将泵体灌满液体,同时排净空气。通常泵体都设有排气装置,保证泵在运转之前将泵体内的气体排净。使用过程中,如发现泵内的噪声加大,随着流量增加,泵入口压有下降的趋势,此时就要考虑水泵吸入空气导致。需要及时检修,及时更换易损的零部件。停机24h机组在开启时,必须先进行排气。

  8 管道系统与泵组的基础安装不稳固引起的机组振动
  离心泵,联轴器和电机作为一个泵机组安装在联合底座上,我公司的底座是槽钢焊接的方形底座,泵头与电机靠螺栓固定在联合底座上,对于泵紧固螺栓和电机紧固螺栓根据转速和机组重量的不同都会给出相应的允许扭矩值,安装过程中要按照相应的扭矩值安装,保证运行的稳定性。

  9 零部件的磨损引起的机组振动
  为保证泵及零部件能够在最佳状态下运转,除了常规检修外,三个月一次小休,一年一次大修。检修时要及时更换易损件,测量口环间隙。泵在运转过程中,叶轮口环与泵体口环之间由于运转会产生磨损,口环间隙达到最大极限值时,需要更换和重新加工叶轮口环等间隙部件,如果不及时更换,使用过程中,间隙增大,从而引起轴向力不平衡,导致机组振动增加。
  泵机组振动,有时候是多个方面的因素导致的,这里只分析了主要的几个因素。除了加强日常使用过程中的检修和维护,还需要从根本上解决振动问题。从设计到选型,从安装到实验,加强生产过程中零部件的检查,装配过程中的质量控制,整体提高泵机组的性能。
  随着水泵行业应用范围的扩大,大型泵站的建立改造项目的增加,要求泵高效,稳定的运行,有效的减少水泵的故障率,以达到经济效益的最大化。使其在同行业中具有更强的市场竞争性力。

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