離心泵故障診斷及實例分析

侯志廣

(首鋼股份公司遷安鋼鐵公司，河北唐山064404)

離心泵故障診斷及實例分析

侯志廣

(首鋼股份公司遷安鋼鐵公司，河北唐山064404)

以遷鋼離心泵的實際運行情況為背景，通過舉例分析了離心泵在工作過程中的典型故障及解決方案，為離心泵故障的診斷提供參考。

離心泵；故障診斷；頻譜分析

1 引言

機械設備運行狀態(tài)的優(yōu)劣直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效℃，冶煉系統(tǒng)中運行著很多離心泵這樣的動力機械設備，由于受到電、熱、機械、環(huán)境等各種因素的影響，其性能逐漸劣化，威脅著自身和其它設備的正常使用。所以，提高離心泵的可靠性，一是提高離心泵設備本身的質(zhì)量，使其在工作壽命內(nèi)不發(fā)生故障；二是設備在運行過程中，對設備進行必要的檢查和維修[1-10]。本文以遷鋼離心泵的實際運行情況為背景，分析其在工作過程中的典型故障及解決方案，為離心泵故障的診斷提供參考。

2 離心泵常見故障

離心泵產(chǎn)生的故障種類很多，表現(xiàn)形式也多種多樣，離心泵的常見故障一般可分為轉(zhuǎn)子故障、軸承故障、聯(lián)軸器故障、轉(zhuǎn)軸橫向裂紋故障等[11-14]。

(1)轉(zhuǎn)子故障可分為以下幾類：轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對中、轉(zhuǎn)子彎曲、轉(zhuǎn)子與定子摩擦，轉(zhuǎn)子支承部件松動等故障。

(2)滾動軸承的主要故障形式：疲勞剝落、磨損、塑性變形、銹蝕、斷裂、膠合、保持架損壞等。

(3)齒式聯(lián)軸器故障主要是聯(lián)軸器允許軸系存在一定的不對中，但對中量超過聯(lián)軸器許用位移或聯(lián)軸器內(nèi)零件潤滑不當，聯(lián)軸器便會處于卡死狀態(tài)，使轉(zhuǎn)軸之間變?yōu)閯傂赃B接引起振動。

(4)轉(zhuǎn)軸裂紋故障，如各種因素造成的應力集中、復雜的受力狀態(tài)、惡劣的工作條件及環(huán)境等，而且裂紋對振動的響應不夠敏感，有可能發(fā)生斷軸事故，因此危害是很大的。

3 故障實例及分析

遷鋼公司二聯(lián)合泵站二、三段高壓冷卻循環(huán)水量3250 m3/h，出鐵場標高零米處壓力1.1 MPa，主要供給爐體二、三段冷卻壁用水，其冷卻循環(huán)水系統(tǒng)見圖1。

圖1 二聯(lián)合泵站冷卻循環(huán)水系統(tǒng)

TS400-710B水泵4臺，流量1369 m3/h，揚程134 m，額定功率710 kW，三用一備，DN700管道單進單出。此水泵額定轉(zhuǎn)速為1450 r/s，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速f=1450/60=24.17 Hz，分析頻率為800 Hz，采樣點數(shù)為1024點，則頻率分辨率為2.0 Hz，回水進入壓力回水井后再進入聯(lián)合泵站熱水池。

自2012年1月8日開始，通過對二聯(lián)合泵站二、三段高壓供水2#泵的連續(xù)監(jiān)測，2012年3月26日水泵軸承出現(xiàn)振動值逐步增加趨勢，其中水泵泵后軸承縱向超過了點檢標準（臆0.08 mm/s）。典型測點趨勢圖及頻譜圖見圖2。

圖2 (a)水泵前軸V（H）

圖2 (b)水泵前軸V（V）

圖2 (c)水泵后軸V（H）

圖2 測點趨勢圖及頻譜圖

由圖2可以看出：

(1)通過連續(xù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，該離心泵振動值出現(xiàn)增大趨勢；

(2)水泵后軸承位的振動值較之前軸承位的振動值大，且垂直方向大于水平方向；

(3)從時域波形上可以看出，其總體形狀與正弦波較為相似。

(4)該水泵后軸V（V），30倍頻率（725 Hz）占主要振動能量。在頻譜圖中出現(xiàn)高頻成分，且在泵后V（V）頻譜結(jié)構(gòu)中以高頻中占主要能量。

通過上述分析可知，該離心泵的振動具有一定的方向性，泵后縱向表現(xiàn)出很高的振動烈度，初步認為是由于轉(zhuǎn)子零部件松動存在間隙或軸承有所磨損，造成轉(zhuǎn)子不平衡振動。

鑒于以上現(xiàn)象，懷疑該水泵的泵后軸承可能存在故障，通過對該水泵進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)該水泵軸承磨損較為嚴重，經(jīng)實測最大磨損為1.3 mm，振動超標即由于該軸承磨損嚴重，進而造成水泵轉(zhuǎn)子不平衡運轉(zhuǎn)。

公司根據(jù)檢測結(jié)果，立即對該水泵的轉(zhuǎn)子進行了更換，并于2012年3月進行試車運行72 h，發(fā)現(xiàn)水泵運行正常，達到正常運行狀態(tài)。從現(xiàn)場檢測的情況看，該水泵泵后振動較檢修前大大降低了，且泵前振動也有所降低,見表1。

表1 檢修后測試結(jié)果

4 結(jié)論

通過對以上案例的分析，可以看出，運用故障檢測技術及時有效地對設備故障進行測試和分析，并相應的做出比較判斷、制定維修策略對企業(yè)的安全生產(chǎn)起著重要的作用。而企業(yè)在離心泵運行管理及故障診斷方面還應該做到：(1)加大班組交接班管理的力度；(2)交班人要做到記錄準確、完整，運行設備狀況要記錄清楚準確，接班人要認真檢查確認，設備運行狀況要向交班人接清楚，嚴格執(zhí)行交接班規(guī)定。(3)重要設備加大巡檢力度。(4)完善水泵在線監(jiān)測設施及故障診斷系統(tǒng)。

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Fault Diagnosis and Case Analysis of Centrifugal Pumps

Hou Zhiguang
(Shougang Qianan Iron and Steel Company,Tangshan,Hebei 064404,China)

With the actual operation state of the centrifugal pumps at Qianan Steel as the background and through taking examples,the typical faults of centrifugal pumps and treatment solutions during operation process are analyzed,to provide reference for fault diag原nosis of centrifugal pumps.

centrifugal pump；fault diagnosis；spectrum analysis

TH311

B

1006-6764（2014）11-0058-05

2014-06-26

侯志廣（1981-），男，碩士研究生，給排水工程師，現(xiàn)從事供排水運行管理技術工作。