焦化汽油加氫進(jìn)料泵振動(dòng)分析

古通生

（中國(guó)石化廣州分公司，廣東 廣州 510700）

一、概述

2010年10月，兩臺(tái)剛投產(chǎn)的50萬(wàn)t/年焦化汽油加氫裝置進(jìn)料泵出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)現(xiàn)象。兩臺(tái)泵振動(dòng)速度有效值都在11m/s以上，而該泵按標(biāo)準(zhǔn)最大允許值是4.5mm/s。兩臺(tái)泵屬同一型號(hào)，具體的性能參數(shù)見(jiàn)表1，泵的測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。該泵為八級(jí)的多級(jí)雙支撐離心泵。

表1 進(jìn)料泵性能參數(shù)

二、振動(dòng)測(cè)試分析

2010年9月13日，焦化汽油加氫裝置的進(jìn)料泵開(kāi)始進(jìn)行單機(jī)試車(chē)，試泵時(shí)采用水進(jìn)行單試，單試時(shí)就發(fā)現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)，最大振動(dòng)速度有效值達(dá)7.8mm/s。當(dāng)時(shí)即對(duì)泵的管線(xiàn)支撐進(jìn)行調(diào)整，對(duì)中重新復(fù)核，但振動(dòng)下降不明顯。2010年10月裝置投入生產(chǎn)，泵的振動(dòng)明顯上升，且隨負(fù)荷變化而出現(xiàn)波動(dòng)，波動(dòng)范圍為9～11mm/s。現(xiàn)以位號(hào)為P8301B的泵來(lái)說(shuō)明兩臺(tái)泵振動(dòng)測(cè)試分析及消除過(guò)程。

2011年1月15日，對(duì)泵進(jìn)行測(cè)試，振動(dòng)測(cè)試采用Enpac 2500數(shù)據(jù)采集器，采集的數(shù)據(jù)有評(píng)判振動(dòng)是否超標(biāo)的速度有效值及評(píng)價(jià)軸承運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)值（G's），測(cè)試的結(jié)果見(jiàn)表2。從表2的數(shù)據(jù)看測(cè)點(diǎn)2、3的振動(dòng)速度有效值超標(biāo)，而軸承運(yùn)行狀態(tài)值G's都小于1，屬于良好狀態(tài)，這可排除泵的振動(dòng)是由于軸承缺陷引起的。對(duì)振動(dòng)超標(biāo)測(cè)點(diǎn)2、3的振動(dòng)速度信號(hào)作頻譜分析得到的頻譜圖如圖2、3所示。

表2 進(jìn)料泵振動(dòng)數(shù)據(jù)

加氫進(jìn)料泵的轉(zhuǎn)速為2 980r/min，對(duì)應(yīng)的工頻為2 980/60=49.7Hz。從圖2、3看，振動(dòng)的主頻都為289.9Hz，正好是工頻的六倍。對(duì)于測(cè)點(diǎn)2、3的振動(dòng)來(lái)說(shuō)，六倍頻分量值占通頻值達(dá)到89.4%、89.7%。該泵為什么會(huì)發(fā)生六倍頻的高頻振動(dòng)？查找該泵的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，可知該泵為八級(jí)泵，其中第一至七級(jí)葉輪的葉片數(shù)都為六，第八級(jí)葉輪的葉片數(shù)為七。289.9Hz的主頻率正好為第一至七級(jí)葉輪的葉片通過(guò)頻率。這可確定泵是發(fā)生了葉片通過(guò)頻率的流體激振。對(duì)于離心泵來(lái)講引起葉片通過(guò)頻率的流體激振原因有：葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙過(guò)?。晦D(zhuǎn)子中心與殼體中心不重合；泵的操作流量過(guò)小。

在對(duì)兩臺(tái)泵振動(dòng)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)主頻都為六倍頻，故查找原因時(shí)先從泵的操作流量著手，把泵的出口閥及出口回流管線(xiàn)閥在不超電流的前題下開(kāi)到最大，振動(dòng)未下降，這可排除操作流量過(guò)小的可能。對(duì)于轉(zhuǎn)子中心與殼體中心是否重合的問(wèn)題只有檢修才能發(fā)現(xiàn)。葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙在出廠資料中無(wú)該相關(guān)尺寸，詢(xún)問(wèn)泵制造廠時(shí)得知兩臺(tái)泵葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙不超過(guò)3mm。參考API610標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙過(guò)小。

三、振動(dòng)處理過(guò)程

2011年1月19日，準(zhǔn)備好相應(yīng)配件后，對(duì)泵進(jìn)行解體檢查及調(diào)整葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙的改造。泵解體時(shí)兩端的軸承完好，轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件間未發(fā)現(xiàn)碰磨痕跡，而葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙在1.9～2.8mm，具體各級(jí)間隙數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙值

調(diào)整間隙時(shí)本想車(chē)小葉輪外徑，因泵的揚(yáng)程余量不多，經(jīng)與泵制造廠商量后把導(dǎo)葉內(nèi)徑擴(kuò)大，改造后葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙在7.1mm至7.9mm間。

2011年1月31日，B泵在調(diào)整葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙后投用，泵振動(dòng)消除。

[1]沈慶根.化工機(jī)器故障診斷技術(shù)[M].浙江大學(xué)出版社,1994,12.