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(shí)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(shí)際運(yùn)行情況為背景，通過(guò)舉例分析了離心泵在工作過(guò)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(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)劣直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效℃，冶煉系統(tǒng)中運(yùn)行著很多離心泵這樣的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，由于受到電、熱、機(jī)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(shè)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(shè)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(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行必要的檢查和維修[1-10]。本文以遷鋼離心泵的實(shí)際運(yùn)行情況為背景，分析其在工作過(guò)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(jiàn)故障

離心泵產(chǎn)生的故障種類(lèi)很多，表現(xiàn)形式也多種多樣，離心泵的常見(jiàn)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(lèi)：轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對(duì)中、轉(zhuǎn)子彎曲、轉(zhuǎn)子與定子摩擦，轉(zhuǎn)子支承部件松動(dòng)等故障。

(2)滾動(dòng)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(duì)中，但對(duì)中量超過(guò)聯(lián)軸器許用位移或聯(lián)軸器內(nèi)零件潤(rùn)滑不當(dāng)，聯(lián)軸器便會(huì)處于卡死狀態(tài)，使轉(zhuǎn)軸之間變?yōu)閯傂赃B接引起振動(dòng)。

(4)轉(zhuǎn)軸裂紋故障，如各種因素造成的應(yīng)力集中、復(fù)雜的受力狀態(tài)、惡劣的工作條件及環(huán)境等，而且裂紋對(duì)振動(dòng)的響應(yīng)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(shí)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(chǎng)標(biāo)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(jiàn)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(tái)，流量1369 m3/h，揚(yáng)程134 m，額定功率710 kW，三用一備，DN700管道單進(jìn)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(diǎn)數(shù)為1024點(diǎn)，則頻率分辨率為2.0 Hz，回水進(jìn)入壓力回水井后再進(jìn)入聯(lián)合泵站熱水池。

自2012年1月8日開(kāi)始，通過(guò)對(duì)二聯(lián)合泵站二、三段高壓供水2#泵的連續(xù)監(jiān)測(cè)，2012年3月26日水泵軸承出現(xiàn)振動(dòng)值逐步增加趨勢(shì)，其中水泵泵后軸承縱向超過(guò)了點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)（臆0.08 mm/s）。典型測(cè)點(diǎn)趨勢(shì)圖及頻譜圖見(jiàn)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(cè)點(diǎn)趨勢(shì)圖及頻譜圖

由圖2可以看出：

(1)通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，該離心泵振動(dòng)值出現(xiàn)增大趨勢(shì)；

(2)水泵后軸承位的振動(dòng)值較之前軸承位的振動(dòng)值大，且垂直方向大于水平方向；

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

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(guò)對(duì)該水泵進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)該水泵軸承磨損較為嚴(yán)重，經(jīng)實(shí)測(cè)最大磨損為1.3 mm，振動(dòng)超標(biāo)即由于該軸承磨損嚴(yán)重，進(jìn)而造成水泵轉(zhuǎn)子不平衡運(yùn)轉(zhuǎn)。

公司根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，立即對(duì)該水泵的轉(zhuǎn)子進(jìn)行了更換，并于2012年3月進(jìn)行試車(chē)運(yùn)行72 h，發(fā)現(xiàn)水泵運(yùn)行正常，達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)。從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的情況看，該水泵泵后振動(dòng)較檢修前大大降低了，且泵前振動(dòng)也有所降低,見(jiàn)表1。

表1 檢修后測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上案例的分析，可以看出，運(yùn)用故障檢測(cè)技術(shù)及時(shí)有效地對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行測(cè)試和分析，并相應(yīng)的做出比較判斷、制定維修策略對(duì)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(yùn)行管理及故障診斷方面還應(yīng)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(zhǔn)確、完整，運(yùn)行設(shè)備狀況要記錄清楚準(zhǔn)確，接班人要認(rèn)真檢查確認(rèn)，設(shè)備運(yùn)行狀況要向交班人接清楚，嚴(yán)格執(zhí)行交接班規(guī)定。(3)重要設(shè)備加大巡檢力度。(4)完善水泵在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)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(yùn)行管理技術(shù)工作。