离心泵性能测试中振动超标分析及解决方案

离心泵性能测试中振动超标分析及解决方案王勤*1华锁宝1杨玲玲1刘志军2(1．合肥通用机械研究院;2．苏州苏尔寿泵业有限公司)摘要基于离心泵性能测试执行标准，针对离心泵在测试阶段中的振动超标问题，给出了分析方法和解决方案。关键词离心泵性能测试叶轮隔舌振动声共振中图分类号TQ051.21文献标识码B文章编号0254-6094(2014)05-0675-03离心泵因其结构简单紧凑、效率高、流量大、容易操作和维修，目前广泛应用于石油化工行业。振动是考核离心泵性能的重要参数之一，如果其超标将会降低设备的使用寿命，造成转子、静止件以及轴承等零部件的损坏，使机组不能正常运行。同时，易引发电机和管路的振动，形成噪声，引发轴封失效，造成泄漏，从而造成物料损失或环境污染等。因此在离心泵制造完成进行出厂测试时必须保证其振动100%合格。笔者基于多年离心泵性能测试方面的经验，对性能测试中常见的振动超标问题进行讨论。1离心泵振动检验标准及方法目前，离心泵的振动检验标准通常按照API610-2004［1］和JB/T8097-1999［2］执行。前者根据泵的转速和效率进行判定，对离心泵的优先工作区和允许工作区内的振动值进行了确定;后者根据转速与中心高对离心泵分类，然后根据A、B、C、D振动烈度进行判定。现场性能测试过程中通常对驱动端和非驱动端分别设点测量取值，其中驱动端对其水平方向、竖直方向分别测量;非驱动端对其水平方向、竖直方向及轴向分别测量。根据测试现场的条件，又分为仪器手动测量和传感器传输两种。2离心泵振动超标问题排查分析现场实测振动超标时，通常根据整改的难易程度依次寻找存在的问题，具体顺序为离心泵操作的问题→安装问题→装配和零部件的问题→结构设计的问题。2．1操作问题有关操作问题的检查要点有:a．检查润滑油的情况，润滑油选型不当、变质、杂质含量超标和润滑管道不畅而导致的润滑故障，都会造成轴承工况恶化，引发振动。对于水润滑的滑动轴承，启动过程中应加足预润滑水，避免干启动，直至水泵出水后再停止注水。油润滑的需定期向需要注油的轴承适量注油。b．检查离心泵是否长期处于低负荷运行(即长期处于汽蚀条件下工作)，这种偏离设计最佳操作的工况会造成喘振，给叶轮带来严重破坏，从而造成振动超标。c．性能测试所用流体中含有杂质，导致泵体的叶轮流道内有杂质，从而造成振动超标。2．2安装问题在核对完操作问题无误后，如果仍存在振动超标，则需对泵的安装问题进行检查:a．检查泵的基础，因测试台与安装现场不同，不存在地脚螺栓的灌浆等工序，为直接螺栓固定在基座上，因此首先检查基座与地面的水平度、刚度及螺栓是否存在松动。b．泵找正不对中。c．泵的出口管道支架刚度不够，变形太大，造成管道下压在泵体上，使得泵体和电机的对中576第41卷第5期化工机械*王勤，女，1986年6月生，工程师。安徽省合肥市，230031。性破坏;管道在安装过程中应力太大，进出口管路与泵连接时内应力大;进、出口管线松动，约束刚度下降甚至失效;出口流道部分全部断裂，碎片卡住叶轮;管路不畅，如出水口有气囊;出水阀门掉板，或没有开启;进水口有进气，流场不均，压力波动。这些原因都会直接或者间接导致泵和管路的振动。d．电机轴和泵轴同心度超差;电机和传动轴的连接处使用了联轴器，联轴器同心度超差。2．3装配和零部件的问题如果操作得当，且安装不存在问题，则需对泵进行拆解，检查泵在制造和装配过程中是否存在不符合工艺、设计要求的环节:a．拆解泵体，首先检查是否存在部件损坏。b．核对联轴节与泵轴、叶轮孔与轴的配合间隙、叶轮口环与泵体口环配合间隙等各间隙是否存在超出工艺要求。c．检查轴的直线度。d．检查叶轮静平衡是否超标。e．检查转子动平衡是否超标。f．检查是否存在共振现象。2．4结构设计的问题如果离心泵的操作、安装及装配和零部件均核对不存在问题，但泵仍存在振动超标，则需考虑是否存在设计问题:a．泵的选型是否存在问题。b．配管系统设计是否合理，设计时未考虑到热力管在升温后对机泵轴中心推移的严重影响;泵出入口管线在安装和焊接过程中总是有一定的轴向或径向应力。c．水力设计的相关问题。以上4点为常见的造成离心泵振动超标的原因，可能单一作用导致振动超标，但更多的时候是多重因素共同影响的。3离心泵振动超标问题实例分析某项目采购的离心泵，水平中开式，首级双吸叶轮，次级叶轮叶片数包含5级和7级，输送介质为贫甲醇，设计转速为2960r/min，额定流量526m3/h，额定扬程951．7m，额定轴功率1253kW，额定效率82%，气蚀要求6．4m。根据JB/T8097-1999按泵的中心高和转速，查表得此离心泵属于第三级。根据JB/T8097中表3泵的振动级别分为A、B、C、D，其中A、B、C级为合格，D级为不合格，查表得最终振动烈度需不超过7．1mm/s。