离心泵振动原因分析

2015住第1期管技术PipelineTechnique5设备andEquipment20l5No．1离心泵振动原因分析刘超，王中良，于涛，徐佳楠(中国石油北京油气调控中心，北京100007)摘要：振动是泵机组最常见的故障之一，是多重因素的叠加和多种原因的共同作用造成的。由驱动机、泵、流体及管路组成的管输系统是一个有机的整体，振源所处位置并不一定与振动原因存在必然的联系。文中分析了离心泵产生振动的原因，并将自激振动和环境振动进一步分解为机械原因、结构原因、水力学原因和流体力学原因，并详细阐述了4种振动生成原因的内在机理及表现形式。同时，还结合具体实例针对振动故障排查原因，并提出了解决措施。关键词：泵；振动；结构；水力学；流体力学中图分类号：TH113文献标识码：A文章编号：1004—9614(2015)01—0030—03VibrationAnalysisofCentrifugalPumpLIUChao，WANGZhong—liang，YUTao，XUJia—nan(PetroChinaOil&GasPipelineControlCenter，Beijing100007，China)Abstract：Vibrationisoneofthemostcommonpumpmalfunctionscausedbytheinteractionofmuhiplefactorsandvariousreasons．Pipelinesystemisaunitwhichconsistsoffourparts：motors，pumps，fluidandthepipe．Thelocationofthevibrationsourceisnotnecessarilyassociatedwiththevibrationcauses．Thecauseforthevibrationofthepumpunitwasdiscussedanddi—videdintofourkinds：mechanical，structural，hydraulicandhydromechanica1．Thisarticlestatedtheprincipleoffourreasonsandtheirexpressions．Meanwhile，thecauseswerecheckedinviewofthevibrationfaultcombiningwithconcreteexamples，andthesolutionswereputforward．Keywords：pump；vibration；structure；hydraulic；hydrodynamics1引起泵振动原因的分析引起离心泵振动的原因是多方面的，其发生伴随多重因素、多种原因的叠加和共同作用。由驱动机、泵、流体及管路组成的管输系统是一个有机的整体，振源所处位置并不一定与振动原因存在必然的联系。通常泵轴通过联轴器与驱动电机或涡轮机相连接，使得泵的动态性能与驱动机的动态性能相互影响形成干涉；叶轮、蜗壳与液流直接接触并相互作用，其运行状态受流体情况影响；泵机组高速运转部件多，要满足单体力矩平衡与系统力矩平衡；流体运动本身较复杂。这些都是影响泵动态性能稳定性的因素。如果按照泵机组空间位置将以上原因进行分类可将其分为内部原因与外部原因。内部原因主要是离心泵内部各部件，由于装配、加工质量、长时间运行磨损甚至结构设计不合理等原因而引起的振动；外部原因为离心泵的运行状态和各紧固件及连接件的加工、安装质量以及配件等原因所引起的泵振动。相关收稿日期：2014—03—21收修改稿日期：2014—08—24数据表明：内部原因为引起振动的主要原因，占到泵振动故障的70％。按照振源所在空间位置的分类显然不够完整。若对引起振动的诱因进行深入分析，可以发现离心泵存在2种振动：自激振动和环境振动J。自激振动是指由于离心泵本身的设计、制造、安装和使用等方面的原因使其在作旋转运动时产生的振动；环境振动对离心泵来讲是一种受迫振动，是指由于离心泵以外的装置和设备(电机或涡轮机)运行时所产生的振动对泵的运行的影响。进一步对自激振动和环境振动深入分析可将其分为4类：机械原因、结构原因、水力学原因、流体动力学原因。1．1机械原因大多数泵的振动故障都是由机械故障或缺陷导致的。这其中包括：电机内部结构件松动，轴承定位装置松动，铁芯硅钢片过松，轴承因磨损而导致支撑刚度下降；电机转子本身质量不平衡，导致扭矩变化并产生不平衡的离心力，产生振动；电机定子绕组之第1期刘超等：离心泵振动原因分析31间的电阻不平衡，因而导致磁场不均匀，产生了不平衡的电磁力，这种电磁力成为激振力引发振动j。电机及离心泵基础是动力系统工作的平台，不但能消除系统产生的力矩，还有吸收、隔离振动的作用。性能优