唐 偉 潘多艷 李俊義

作者通聯(lián)：科比技術(shù)有限公司 新疆克拉瑪依市金龍鎮(zhèn) 834003

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一、概述

石西油田作業(yè)區(qū)莫北轉(zhuǎn)油站兩臺外輸泵為多級離心泵，型號150GDKS120×8，轉(zhuǎn)速2860r/min；電機(jī)功率185kW，轉(zhuǎn)速2982r/min。設(shè)備自動變頻，正常生產(chǎn)時出口壓力在1.0～4.0MPa，出口壓力波動頻繁，振動值隨壓力相應(yīng)發(fā)生變化。外輸泵安裝運(yùn)行后，泵體的機(jī)械密封經(jīng)常泄漏、失效，軸承未到使用期限就損壞，隔一段時間就要進(jìn)行大修。外輸泵無法正常運(yùn)行，影響生產(chǎn)，雖經(jīng)多次維修但仍沒得到有效改善。為此，對外輸泵進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，做全面的振動測試和分析，以找出故障原因進(jìn)行處理。設(shè)備測點布置見圖1、圖2。

圖1 測點布置示意圖

二、振動監(jiān)測

利用Enpac2500數(shù)據(jù)采集器對外輸泵的垂直、水平、軸向方向振動測量，兩臺設(shè)備均為變頻，設(shè)備在較低頻率下運(yùn)行時，振動較小，隨著運(yùn)行頻率、負(fù)荷的增加（電機(jī)的電流與運(yùn)行頻率、負(fù)荷成正比）,振動呈上升趨勢,工頻運(yùn)行時振動最大，設(shè)備本體大部分測點振動超過二級報警值7.1mm/s（表1）。包括設(shè)備本體基礎(chǔ)在內(nèi)，基礎(chǔ)共有3個接觸面，對各個基礎(chǔ)面分別進(jìn)行了振動監(jiān)測，基礎(chǔ)測點振動峰值均超過基礎(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)20μm（表2）。

圖2 設(shè)備基礎(chǔ)測點

表1 1＃泵本體各測點振動值 mm/s

表2 1＃泵基礎(chǔ)各測點振動數(shù)據(jù) μm

三、振動分析與故障查找

振動監(jiān)測結(jié)果顯示，當(dāng)泵的電流升至110A時，泵體部分測點振動超過報警；電流升至150A時，電機(jī)的振動也有較大幅度的增加，設(shè)備的基礎(chǔ)振動也有所增加并超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。兩臺設(shè)備的運(yùn)行狀況相同，故而判斷這兩臺設(shè)備均存在故障。

設(shè)備本體及基礎(chǔ)頻譜圖顯示，其主要振動頻率為設(shè)備的轉(zhuǎn)速頻率，這首先是不平衡的典型故障特點，通過對設(shè)備的維修、檢查，可以排除不平衡故障（兩臺泵體經(jīng)過多次大修，更換軸、葉輪等轉(zhuǎn)動部件，情況仍沒有好轉(zhuǎn)）。

通過對泵體基礎(chǔ)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)的主要振動方向為垂直方向，在水泥基礎(chǔ)上共有三層基礎(chǔ)面，分別對水泥基礎(chǔ)及圖2所示的三個基礎(chǔ)面垂直方向振動峰值進(jìn)行監(jiān)測（表2），越往下振動越大，基礎(chǔ)中心部位14V測點振動最大。這不符合基礎(chǔ)的振動特點——設(shè)備軸承部位振動響應(yīng)最大，越向下振動越小。基礎(chǔ)若有多個接合面，下層的基礎(chǔ)振動應(yīng)小于上層，反之這兩個基礎(chǔ)接合面存在松動現(xiàn)象。

從現(xiàn)場觀察，設(shè)備的水泥基礎(chǔ)振動較小且表面無松動現(xiàn)象，可以排除水泥基礎(chǔ)存在松動的可能性。水泥基礎(chǔ)上的矩形槽鋼框架沒有用水泥進(jìn)行灌漿填實，其底座的支撐剛度較小，判斷這可能是引起振動的主要原因。

相關(guān)專業(yè)書中介紹基礎(chǔ)故障時有一條是結(jié)構(gòu)框架或基礎(chǔ)松動的故障，包括：①結(jié)構(gòu)松動或機(jī)器地腳，基礎(chǔ)平板和混凝土基礎(chǔ)差（剛性差）；②變形或破碎的砂漿；③框架或基礎(chǔ)變形（軟地腳）；④地腳螺栓松動。

這種松動故障的振動特點是：①頻譜圖中轉(zhuǎn)速頻率占主要成分。②比較每個軸承座水平、垂直方向的振動會發(fā)現(xiàn)振動具有方向性。③隨負(fù)荷的增加振動會增大。

基礎(chǔ)槽鋼框架沒有進(jìn)行灌漿填實其故障屬于基礎(chǔ)剛性差，表現(xiàn)出的故障特點也相同。這為上述判斷提供了更可靠的理論依據(jù)。

四、故障處理

通過以上的分析研究，決定對基礎(chǔ)槽鋼框架進(jìn)行灌漿填實?；A(chǔ)灌漿填實前后頻譜圖見圖3、圖4。

圖3 基礎(chǔ)未灌實前測點 4V頻譜（2009年11月）

2010年1月在停工檢修期間將基礎(chǔ)矩形槽鋼框架用水泥、沙石進(jìn)行填實，結(jié)果外輸泵振動有較大幅度的下降，在工頻轉(zhuǎn)速下各測點振動均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)（表1、表2），達(dá)到預(yù)期效果，確保了設(shè)備安全正常運(yùn)行。

圖4 基礎(chǔ)灌實后測點4V頻譜（2010年1月）

1 沈慶根.化工機(jī)器故障診斷技術(shù).浙江大學(xué)出版社出版，1994

2 沈慶根，鄭水英.設(shè)備故障診斷.化學(xué)工業(yè)出版社，2006