離心泵電機振動原因分析與處理

李琪

摘要：離心泵是石油石化工業(yè)中重要的工藝設備，其運行可靠性與穩(wěn)定性直接影響整個工藝系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟。離心泵一般由高速電機驅(qū)動，其內(nèi)部還要受流體的作用，因此難免產(chǎn)生振動等問題。根據(jù)石油石化行業(yè)設備故障統(tǒng)計，振動問題已成為泵設備部件損壞、密封泄漏以及造成設備停運的重要原因。

關鍵詞：離心泵;電機振動;原因與處理

1 離心泵故障評定法分析

在實際生產(chǎn)中離心泵把企業(yè)生產(chǎn)的工藝流程串聯(lián)成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)生產(chǎn)的完整性和連續(xù)性，可見離心泵的正常運轉(zhuǎn)是保證化工企業(yè)生產(chǎn)正常進行的關鍵。如果離心泵發(fā)生故障，如何檢測評定就顯得尤為重要了。一般來說離心泵故障評定的方法有頻譜分析檢測和振動分析診斷法兩種。

頻譜分析法首先要抓住幅值較高的譜峰予以分析，找出產(chǎn)生頻率成分的可能因素，尋找故障所在，也可按照頻率成分來源分析，除故障成分以疊加的方式呈現(xiàn)在譜圖上外，還有隨機噪聲干擾成分等非故障成分。弄清振動頻率的來源有利于進一步進行故障分析。

振動分析法是目前使用頻率最高也最常見的分析法，運用中要搜集離心泵運行中相關數(shù)據(jù)，再對其進行整理、分析獲得最基本的信息，最后對振動信號進行變換分析，將噪音部分去掉的同時再進行整理出有用的信息，分析出運行狀況，再結(jié)合信號特征、故障機理及歷史運行情況對設備狀態(tài)進行識別，分析故原因等提出診斷結(jié)論及操作、維修建議。

2 離心泵電機振動原因

2.1 軸承問題

（1）軸承“跑外緣”

軸承如果在裝配的過程中出現(xiàn)安裝質(zhì)量差的問題，就會導致機泵在長時間的運行過程中產(chǎn)生軸承“跑外緣“的現(xiàn)象，進而使得軸承的溫度進一步升高，甚至產(chǎn)生較大的雜音，并進一步引發(fā)離心泵的振動現(xiàn)象。針對這種問題主要的解決措施為：（1）可以針對軸承設置一個金屬支架，并對其尺寸進行合理設置，完成機泵的重新裝配;（2）如果軸承在安裝過程中存在較大的間隙而導致離心泵的振動現(xiàn)象，可以在其間隙中加裝薄銅片，最大程度實現(xiàn)軸承外緣靜配合的標準性。

（2）軸承磨損

在當前的機泵市場中很多機泵的軸承都會存在一定的質(zhì)量問題，主要表現(xiàn)在滾珠的大小不一，硬度比較差，軸承運行過程中的間隙也比較大，而且在離心泵的維修過程中很難保證最終質(zhì)量。軸承產(chǎn)生嚴重的磨損后必然會出現(xiàn)嚴重的發(fā)熱以及異響等問題，發(fā)熱嚴重的情況下甚至會導致出現(xiàn)卡泵事故。鑒于此，一旦發(fā)現(xiàn)機泵軸承產(chǎn)生異響的情況下要及時的進行更換或者更新。

（3）軸瓦間隙過大

滑動軸承結(jié)構(gòu)的離心泵經(jīng)常會出現(xiàn)以下一些情況，而且軸瓦出現(xiàn)了間隙較大的問題，就會導致軸承出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，因此，必須要針對軸瓦間隙進行及時的調(diào)整。

2.2 轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動

具有一定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子，由于材質(zhì)的不均、零部件制造誤差、裝配誤差及結(jié)構(gòu)不對稱、磨損、零部件脫落等原因，使得通過轉(zhuǎn)子重心的主慣性與旋轉(zhuǎn)軸線不重合，產(chǎn)生不平衡離心力。

F=mr（2πn/60）2

F——離心力;n——不平衡質(zhì)量;r——偏心距;m——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

因不平衡產(chǎn)生的離心力，其方向隨物體的旋轉(zhuǎn)不段的周期性的改變，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心位置也將不斷變化，這是轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動的最基本原因。轉(zhuǎn)子的不平衡有靜不平衡、動不平衡、動靜混合不平衡。

2.3 流量不夠

原因：（1）吸入管路漏氣。此類故障多出現(xiàn)在進口壓力低、具有一定吸上高度的離心泵。當離心泵工作時，葉輪進口端形成的負壓使得液體源源不斷的流入泵吸入口。當進口端出現(xiàn)泄漏進入空氣情況下，泵進口負壓被破壞，導致液體不能順利地流入泵進口，從而影響離心泵的流量。（2）殼體和葉輪密封環(huán)磨損過大。此故障多出現(xiàn)于使用一定時間的離心泵。當葉輪密封環(huán)間隙超過規(guī)定標準時，出口端液體通過葉輪密封間隙回流到離心泵的入口端，從而影響到離心泵的流量。（3）離心泵葉輪流道堵塞或入口過濾網(wǎng)不暢。

3 離心泵運行問題檢修措施

3.1 設計、制造及選型

（1）離心泵整機設計應結(jié)合具體工藝工況，符合API（American Petroleum Institute，美國石油學會）和國標等相關標準，水力實驗滿足工況要求;泵軸設計時，盡量采用短軸結(jié)構(gòu)，同時增加轉(zhuǎn)子支撐軸承數(shù)量，減少支撐間間距;葉輪及流道設計時，充分考慮介質(zhì)物化性質(zhì)，做到減少氣蝕和脫流發(fā)生，合理選擇葉片數(shù)量、出口角等;聯(lián)軸器設計結(jié)構(gòu)具有良好的減震性;管路設計符合流體流場要求，盡量減少壓降及能量損耗，同時增加管托等支撐;基礎設計時，混凝土配比和牌號符合要求，一般C25，如大型離心泵基礎，還應增加相應鋼筋網(wǎng)，以提高強度，基礎底板和支架強度及剛度符合要求，嚴禁降級選材，電機支架和基礎可做成一體或面接觸;地腳螺栓布置時，適當增加螺栓套數(shù)，避免泵體直接和剛度很大的基礎接觸。（2）離心泵制造，需要按合同和技術協(xié)議要求，定期、定人進行檢查，并對隱蔽項目進行監(jiān)督作業(yè)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，未驗收檢查項目，嚴禁進行下道工序。（3）軸承、機封等部件選型時，應充分考慮離心泵設計、制造、裝配等工藝，同時符合力學結(jié)構(gòu)要求，如軸承既有軸向力，又有徑向力時，不能僅考慮單一力;機封選型時，充分考慮動靜環(huán)密封面、彈簧等材料及形式，需要滿足工況最高要求。

3.2 日常維護

（1）定期盤車。離心泵在使用前需手動盤車，盤車過程中要保證盤車質(zhì)量，遵守盤車規(guī)范，確保盤車正常。啟動前盤車能夠及時發(fā)現(xiàn)泵是否處于異常狀態(tài)，在一定程度上確保軸無異常彎曲、軸承對中、無異常摩擦等現(xiàn)象。

（2）密封氣投用。離心泵在啟動前需先通密封氣，并選用安全可靠的密封氣，以防密封氣在低溫下堵塞管路。注意密封氣壓力，根據(jù)廠家給定指標調(diào)整密封氣壓差。保證泄漏氣溫度在正常范圍，確?，F(xiàn)場無異常漏點。泵在運行狀態(tài)下需保證軸承溫度正常。

（3）潤滑合格。為了保證低溫液體離心泵正常運行，首先需保證潤滑油正常，潤滑油故障會直接引發(fā)設備故障。

4 結(jié)語

離心泵運行中的故障主要分為機械故障和性能故障。振動是評價水泵機組運行可靠性的一個重要指標，很多振動可以通過提高設計和安裝的質(zhì)量，提高操作水平，加強日常維護等措施避免。以下是我們分析影響水泵振動超標的主要原因，加以避免，提高實際使用的效率，增強運行的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]田程鵬.離心泵故障原因分析與維修策略[J].石化技術，2018，25（09）：94.

[2]呂鑫，王祥，魏忠忠，馬霖.離心泵故障原因分析與維修策略[J].化工管理，2017（33）：179.

（作者單位：中國石油撫順石化分公司聚丙烯車間）