引起離心泵振動的內外原因分析及措施
一、內部結構原因
1轉子平衡性
1.1典型現象
泵前后測點水平方向的振值明顯大于垂直方向和軸向的振值。振動頻譜顯示,各測點均以轉子工頻占絕對優勢,同時存在很小的高次諧波和通過頻率。
1.2原因分析
泵轉子不平衡的影響因素,包括轉子系統的質量偏心及轉子部件的缺損。轉子質量偏心是由于轉子的制造誤差、裝配誤差、材質不均勻等原因造成的,此為初始不平衡。初始不平衡主要來源于設計、制造和安裝等環節;轉子部件缺損是指轉子在運行中,由于腐蝕、磨損、介質結垢及轉子受疲勞力的作用,使轉子的零部件局部損壞、脫落等造成的。當輸送油漿等重組分時,介質很容易在泵轉子上結焦或結垢,從而造成轉子的不平衡。
1.3解決方案
如果離心泵投用初期運行正常,運行一段時間后各測點的振值則呈現上升趨勢。這種情況,大多為轉子結垢所致,應開泵檢查,清理結垢。如果試運時泵振動大,說明泵轉子有初始不平衡,應由泵廠進一步檢查、改造。
2葉輪
2.1典型現象
在帶負荷試車時,無論是小流量工況還是滿負荷運行,泵的進出口管線均表現很大的振動。振動為時大時小,呈間歇性。泵的進出口管線壓力表和出口流量表指針擺幅大。通過聽棒聽到的管道中流體聲不均勻、不穩定。降低揚程,情況沒有改變。采用壓力傳感器直接對管道中的流體進行壓力脈動測試,可發現流體壓力脈動不均勻度過高。
2.2原因分析
該振動不是機械振動的傳遞,而是流體壓力脈動的結果。脈動流遇到管線的直角彎頭時,流體對轉彎處管壁產生很大的力。當流體遇到閥門或變截面管等收縮的地方,也會產生很大的流體沖擊力。流體壓力脈動會引起管道中流量的脈動變化。流體壓力脈動來源于泵的設計。為了降低葉片泵導葉上產生的不穩定力,必須使葉輪葉片數和導葉葉片數互為質數。如果他們之間有公約數,會使流出葉輪葉道各出口點處的流速和壓力很不均勻,流體沖擊在導葉上,將產生一個較強的交變作用力。另外,葉輪出口處不均勻的流速在導葉上形成較嚴重的邊界層和分離漩渦,會導致流體流出泵以后產生壓力脈動。
2.3解決方案
應對泵的轉子和靜子部件進行改造。如改變葉輪葉片數,使葉輪葉片數和導葉葉片數互為質數。精心設計流道的各個部分,從根本上消除流體的壓力脈動。另外,軸承和滾珠等部位磨損應及時處理。
3臨界轉速
3.1典型現象
多發生在多級泵上。剛投用時,泵本身的振動幅度大。平衡盤、平衡套、密封環經常嚴重磨損,軸彎、密封泄漏等故障經常發生。
3.2原因分析
濕態臨界轉速與實際運行轉速接近時,泵極易產生共振。臨界轉速與泵軸設計有很大關系。泵軸的長度過長,長徑比偏大,抗干擾能力差。在外力矩的作用下,泵軸很容易發生彎曲,導致口環上、下間隙不均勻,產生振動。
3.3解決方案
加粗軸徑,盡量減少級數,使動平衡結構更加合理,保證濕態臨界轉速遠離實際運行轉速。泵出廠前應在工作轉速下進行動平衡試驗。
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