外輸泵振動故障分析及處理

唐 偉，潘多艷，李俊義

（新疆克拉瑪依市金龍鎮(zhèn)科比技術(shù)有限公司，新疆 克拉瑪依 834003）

一、概述

外輸泵1＃、2＃是石西油田作業(yè)區(qū)莫北轉(zhuǎn)油站的關(guān)鍵設(shè)備，兩臺外輸泵的結(jié)構(gòu)及測點布置相同，見圖1。電機(jī)功率185 kW，轉(zhuǎn)速2 982 r/min，離心泵為多級泵，型號150GDKS120×8，轉(zhuǎn)速2 860r/min。該外輸泵自安裝之日起，泵體的機(jī)械密封經(jīng)常泄漏，軸承未到使用期限就損壞，隔一段時間就要進(jìn)行大修，嚴(yán)重影響了外輸泵安全運行。雖經(jīng)多次維修，但情況仍沒有得到改善。受用戶委托，對其進(jìn)行了狀態(tài)監(jiān)測。由于設(shè)備自動變頻，正常生產(chǎn)時出口壓力1.0～4.0MPa，出口壓力波動頻繁，振動值隨壓力也相應(yīng)發(fā)生變化，給分析和查找振動原因帶來了一定困難。因此，對外輸泵振動進(jìn)行了全面測試和分析，找出故障原因，并進(jìn)行處理，保證外輸泵的安全運行。

二、振動監(jiān)測與振動數(shù)據(jù)

利用Enpac2500數(shù)據(jù)采集器對外輸泵的垂直、水平、軸向方向振動測量，兩臺設(shè)備均為變頻，設(shè)備在較低頻率下運行時，振動較小，隨著運行頻率、負(fù)荷的增加（電機(jī)的電流與運行頻率、負(fù)荷成正比），振動呈上升趨勢，工頻運行時振動最大，設(shè)備本體大部分測點振動超過二級報警值（7.1mm/s）。對設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行振動監(jiān)測，包括設(shè)備本體基礎(chǔ)在內(nèi)，基礎(chǔ)共有3個接觸面，對各個基礎(chǔ)面分別進(jìn)行了振動監(jiān)測，基礎(chǔ)測點振動峰值均超過基礎(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)20μm，振動數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

三、振動分析與故障原因

振動監(jiān)測結(jié)果顯示，當(dāng)泵的電流升至110A時，泵體部分測點振動超過報警；電流升至150A時，電機(jī)振動也有較大幅度增加，設(shè)備基礎(chǔ)振動也有所增加并超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。兩臺設(shè)備的運行狀況相同。

設(shè)備本體及基礎(chǔ)頻譜圖顯示，其主要振動頻率為設(shè)備的轉(zhuǎn)速頻率，這首先是不平衡的典型故障特點，通過對設(shè)備的維修、檢查，可以排除不平衡故障（兩臺泵體經(jīng)過多次大修，更換軸、葉輪等轉(zhuǎn)動部件，情況仍沒有好轉(zhuǎn)，機(jī)械密封經(jīng)常損壞，軸承不到使用期限就損壞）。

通過對泵體基礎(chǔ)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)的主要振動方向為垂直方向，在水泥基礎(chǔ)上共有三層基礎(chǔ)面，分別對水泥基礎(chǔ)及三層基礎(chǔ)面垂直方向的振動峰值進(jìn)行監(jiān)測。振動數(shù)據(jù)如表2所示，越往下振動越大，基礎(chǔ)中心部位14V測點振動最大。這不符合基礎(chǔ)的振動特點——設(shè)備軸承部位振動響應(yīng)最大，越向下振動越小。基礎(chǔ)若有多個接合面，下層的基礎(chǔ)振動應(yīng)小于上層，反之這兩個基礎(chǔ)接合面存在松動現(xiàn)象。

表1 1＃泵本體各測點振動數(shù)據(jù)

表2 1＃泵基礎(chǔ)各測點振動數(shù)據(jù)

從現(xiàn)場觀察，設(shè)備的水泥基礎(chǔ)振動較小且表面無松動現(xiàn)象，可以排除水泥基礎(chǔ)存在松動的可能性。水泥基礎(chǔ)上的矩形槽鋼框架沒有用水泥進(jìn)行灌漿填實，其底座的支撐剛度較小，判斷這可能是引起振動的主要原因。

基礎(chǔ)槽鋼框架沒有進(jìn)行灌漿填實，其故障屬于基礎(chǔ)剛性差，其表現(xiàn)出的故障特點也相同。這為故障判斷提供了更為可靠的理論依據(jù)。因此，提出了將基礎(chǔ)槽鋼框架進(jìn)行灌漿填實的整改方案。4V測點2009年11月8日基礎(chǔ)未灌實前頻譜圖見圖2，4V測點2010年1月11日基礎(chǔ)灌實后頻譜圖見圖3。

四、故障處理

在停工檢修期間把基礎(chǔ)矩形槽鋼框架用水泥、沙石進(jìn)行填實，整改后設(shè)備及基礎(chǔ)各測點振動數(shù)據(jù)見表1、表2，外輸泵振動有較大幅度下降，在工頻轉(zhuǎn)速下各測點振動均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，整改效果較好，確保了設(shè)備安全正常運行。

[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.

[2]沈慶根，鄭水英.設(shè)備故障診斷 [M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.