離心泵振動(dòng)故障診斷處理一例

唐 偉 潘多艷

1.概述

新疆油田公司某作業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)油站三臺臥式離心泵，流量126m3/h,揚(yáng)程 206m，功率 185kW，轉(zhuǎn)速 2750r/min，入口壓力0.5MPa，出口壓力2.2MPa，電機(jī)轉(zhuǎn)速2980r/min。設(shè)備自安裝之日起，長期處于振動(dòng)較大的狀態(tài)，泵、電機(jī)檢修過多次，始終無法從根本上解決泵振動(dòng)過大的問題。為了找出問題所在，對整個(gè)系統(tǒng)（管道、泵和電機(jī)）進(jìn)行振動(dòng)測量，包括入口和進(jìn)口壓力的測量。

利用Enpac2500數(shù)據(jù)采集器，選擇垂直、水平、軸向三個(gè)振動(dòng)測量方向，分別在3#泵電機(jī)機(jī)殼聯(lián)軸器側(cè)軸承、泵殼葉輪側(cè)軸承，進(jìn)出口管線處法蘭以及管線末端采集振動(dòng)數(shù)據(jù)（表 1）。

表1 3#泵振動(dòng)測量數(shù)據(jù) mm/s

2.振動(dòng)分析與故障查找

由表1測量結(jié)果看，電機(jī)機(jī)殼聯(lián)軸器側(cè)軸承測量通頻振幅最高達(dá)到了15.2mm/s，泵殼葉輪側(cè)軸承測量通頻振幅最高達(dá)到了15.6mm/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了報(bào)警值（≥4.5mm/s一級報(bào)警，≥7.1mm/s二級報(bào)警），進(jìn)出口管線法蘭測得通頻振幅最高達(dá)到了18.0mm/s，遠(yuǎn)高于管道振動(dòng)允許值。

測點(diǎn)3頻譜（圖1）中可以看到主頻在45Hz,主要由不平衡引起的；對1#、2#泵進(jìn)行測量，泵本體的振動(dòng)也較大，三臺泵均在入口壓力0.25～0.5MPa、出口壓力1.5～2.2MPa出現(xiàn)明顯波動(dòng)。

綜合分析結(jié)果，判斷進(jìn)出口管線存在某種缺陷，引起設(shè)備高振動(dòng)和入口、出口壓力的波動(dòng)。接著測量了管道固有頻率，給故障泵加上外部激發(fā)頻率測量固有頻率，所測固有頻率分別為45Hz和40Hz，兩個(gè)固有頻率相近，且非常接近泵的轉(zhuǎn)速頻率，這樣就給泵一個(gè)向下的力，影響了泵旋轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)平衡，使泵出現(xiàn)了類似于不平衡的故障特點(diǎn)。

觀察三臺泵的進(jìn)出口管線的布局，發(fā)現(xiàn)三臺泵的出口管線從泵3#的A處直至墻面沒有一個(gè)支撐（圖2），管線及三個(gè)出口控制閥的重量均由三臺離心泵承受。這不符合泵的安裝使用要求，泵體不應(yīng)當(dāng)承擔(dān)本體以外的任何重量。

通過上述分析可以得出，泵的進(jìn)出口管線沒有支撐，管線及閥門的重量均由泵承擔(dān)，使泵產(chǎn)生過大振動(dòng)，長期運(yùn)行足以損壞泵的零部件。

3.處理措施

（1）在泵出口管線的三個(gè)閥門的兩側(cè)就地加徑向支撐，考慮到泵出口管線的溫度較高（夏季可達(dá)100℃），加防止振動(dòng)的膠皮及木塊不安全，由于出口管線振動(dòng)不大，所以建議支撐與管線剛對剛接觸，只要能支撐其重量即可。

（2）如果條件允許，對進(jìn)口管線的支撐進(jìn)行加固。

（3）對設(shè)備重新對中心。

在加支撐時(shí)注意不能使管線與泵的連接處別勁。如條件允許可先把泵與出口管線斷開，加好支撐后，使泵與出口管線法蘭自然連接。

經(jīng)過整改，在泵的進(jìn)口管線新加了兩個(gè)支撐，振動(dòng)有所下降，但泵的出口管線沒有支撐。從4月6日監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，電機(jī)和泵體的大部分測點(diǎn)振動(dòng)有所下降，但是還有個(gè)別測點(diǎn)振動(dòng)值超出報(bào)警范圍。7月13日對出口管線再加設(shè)支撐后，設(shè)備所有測點(diǎn)振動(dòng)值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)（表1），效果良好。整改后泵進(jìn)、出口管線結(jié)構(gòu)見圖3。

4.結(jié)論

（1）連接泵體進(jìn)、出口的管線的劇烈振動(dòng)是壓力波動(dòng)的原因，出口壓力的波動(dòng)表明泵運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，并形成重復(fù)循環(huán)，其結(jié)果就是把一個(gè)動(dòng)壓分力加到靜壓力上，一部分作用力加到了泵殼中的葉輪和軸上，徑向力作用在軸線垂直面上，轉(zhuǎn)子動(dòng)力作用在旋轉(zhuǎn)軸線軌跡上，軸向力作用在進(jìn)口端。

（2）在泵的進(jìn)、出口管線分別加設(shè)支撐，泵所承受的重量得到緩解，外輸泵振動(dòng)有較大幅度的下降，在工頻轉(zhuǎn)速下各測點(diǎn)振動(dòng)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，整改效果較好，從而確保了設(shè)備安全正常運(yùn)行。

（3）管道振動(dòng)的大小不能憑肉眼觀察，而是要借助專業(yè)的振動(dòng)監(jiān)測儀器，利用振動(dòng)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理和分析判斷。

W13.04-31