＊彭明杰

（浙江華業(yè)電力工程股份有限公司 浙江 317112）

KQSN系列單級(jí)雙吸臥式離心泵振動(dòng)原因分析及處理

＊彭明杰

（浙江華業(yè)電力工程股份有限公司 浙江 317112）

首先介紹了KQSN系列單級(jí)雙吸臥式離心泵的結(jié)構(gòu)，然后介紹了水泵在運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)的振動(dòng)問題，分析了振動(dòng)產(chǎn)生的原因，描述了振動(dòng)的危害，最后介紹了此次問題的處理方案。

振動(dòng)；動(dòng)平衡；葉輪

1.引言

KQSN系列單級(jí)雙吸臥式離心泵主要用于電廠水處理系統(tǒng)，承擔(dān)著全廠生產(chǎn)用水與生活用水的輸送工作，是電廠不可缺少的重要組成部分。但是電廠水處理系統(tǒng)所有的KQSN系列單級(jí)雙吸臥式離心泵均有不同程度的振動(dòng)大問題，影響了日常生產(chǎn)工作，需要消除此類水泵的振動(dòng)問題，保證水廠的正常運(yùn)行。對(duì)KQSN系列單級(jí)雙吸臥式離心泵振動(dòng)原因分析及處理的總結(jié)有助于對(duì)KQSN系列水泵的振動(dòng)消缺工作順利完成，更對(duì)單級(jí)雙吸臥式離心泵振動(dòng)消除工作有一定的參考意義。

2.水泵結(jié)構(gòu)形式

水泵結(jié)構(gòu)開式：?jiǎn)渭?jí)、雙吸臥式離心泵；密封形式：填料密封；主要部件：軸、葉輪、軸承、泵殼、軸承箱等部件。結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

3.水泵振動(dòng)原因分析及危害介紹

(1)水泵振動(dòng)原因分析：

①水泵同心度差；

②水泵動(dòng)不平衡度差；

③地腳螺栓松動(dòng)或斷裂，導(dǎo)致泵和電機(jī)基礎(chǔ)不牢；

④進(jìn)出口管路支撐螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致水泵振動(dòng)；

⑤水泵及電機(jī)支架剛度不足；

⑥基礎(chǔ)灌漿不實(shí)，存在空心的情況。

(2)水泵振動(dòng)的危害：

①振動(dòng)造成泵機(jī)組不能正常運(yùn)行；

②引發(fā)電機(jī)和管路的振動(dòng)，造成機(jī)毀人傷；

③造成軸承等零部件的損壞；

④造成連接部件松動(dòng)，基礎(chǔ)裂紋或電機(jī)損壞；

⑤造成與水泵連接的管件或閥門松動(dòng)、損壞；

⑥形成振動(dòng)噪聲。

4.電機(jī)基礎(chǔ)處理

(1)電機(jī)基礎(chǔ)一次處理

通過分析表一振動(dòng)數(shù)據(jù)及振動(dòng)頻譜圖顯示，電機(jī)振動(dòng)主要是水平方向且以二倍頻為主，一倍頻為輔，其余頻率貢獻(xiàn)很小。初步判斷電機(jī)側(cè)二倍頻可能是因?yàn)殡姍C(jī)和泵存在對(duì)中不良，或者電機(jī)基礎(chǔ)與機(jī)腳接觸率低，電機(jī)基礎(chǔ)強(qiáng)度不足等原因引起。

表一：電機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)量(單位mm/s,要求值4.5mm/s)

M1：電機(jī)自由端；M2：電機(jī)驅(qū)動(dòng)端；H：水平方向；V：垂直方向； A：軸向。

對(duì)電機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行澆灌混凝土加固處理，對(duì)電機(jī)基座地腳進(jìn)行檢查和磨平處理，處理后電機(jī)腳與基座接觸率超過75%，并消除電機(jī)虛腳。電機(jī)進(jìn)行空載試驗(yàn)，振動(dòng)最大6．1mm/s，測(cè)量結(jié)果如下：

表二：電機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)量(單位mm/s，要求值4.5mm/s)

M1：電機(jī)自由端；M2：電機(jī)驅(qū)動(dòng)端；H：水平方向；V：垂直方向；A：軸向。

(2)電機(jī)基礎(chǔ)二次處理

由表二得出電機(jī)水平方向存在較大的振動(dòng)偏差，推測(cè)電機(jī)基座可能存在水平方向的支撐不足，處理方案如下所示：

①在電機(jī)基礎(chǔ)框架內(nèi)部水平方向加焊兩跟槽鋼加強(qiáng)框架的水平支撐，要求槽鋼寬度適中能夠提供足夠的水平支撐力，同時(shí)加焊一斜向支撐使框架更加穩(wěn)固。

②由于焊接的原因引起支架變形，從而導(dǎo)致支架與電機(jī)水平接觸面的的變形。所以在加焊槽鋼的基礎(chǔ)上，必須對(duì)支架與電機(jī)水平接觸面涂抹紅丹粉的方法進(jìn)行打磨，最后要求接觸面紅丹粉涂抹均勻，處理后電機(jī)腳與基座接觸率超過75%。

③回裝電機(jī)，空載試驗(yàn)電機(jī)總體振動(dòng)小于等于4．5mm/ S符合標(biāo)準(zhǔn)且振動(dòng)較一次處理后空載試驗(yàn)有明顯的降低。

5.水泵振動(dòng)處理

(1)水泵解體檢查

①電機(jī)處理前，復(fù)測(cè)中心發(fā)現(xiàn)存在開口0．18mm，外圓0．12mm，超過允許偏差值小于等于0．05mm；

②水泵內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重，葉輪不在流道中心位置，偏差值約0．30mm口環(huán)存在磨損現(xiàn)象；

③葉輪存在較多的毛刺；

軸彎曲度最大0．04mm，符合允許偏差值小于等于0．05 mm，軸承未發(fā)現(xiàn)明顯異常，但檢查發(fā)現(xiàn)葉輪口環(huán)緊力不足。

④轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡度較大，數(shù)據(jù)如下所示：

最初平衡測(cè)量：1200轉(zhuǎn)，葉輪中心面16．5g/289°聯(lián)軸器輪轂中心面 11．2g/263°。

(2)水泵振動(dòng)處理：

水泵部件清理檢查，除銹，打磨毛刺。

轉(zhuǎn)子組件在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行動(dòng)平衡的校正。轉(zhuǎn)子組件包括泵軸、葉輪、軸套和靠背輪，不包括軸承及填料函子做動(dòng)平衡：

①葉輪處：用磨光機(jī)均勻打磨葉輪。

②聯(lián)軸器：機(jī)加工專用螺母替換原螺母加重處理，更換螺母共計(jì)兩處，一顆螺母約重60克，另一顆螺母約重30克。原螺母一顆約13．3克，總計(jì)加重約63．4克。

③經(jīng)調(diào)整后滿足G6．3標(biāo)準(zhǔn)。

（最終平衡測(cè)量：1200轉(zhuǎn)，葉輪中心面4．09g/289°，聯(lián)軸器輪轂中心面2．41g/263°）

（總質(zhì)量調(diào)整量：1200轉(zhuǎn)，葉輪中心面12．41g/289°，聯(lián)軸器輪轂中心面8．79g/263°）

通過機(jī)加工調(diào)整軸套的長(zhǎng)度使葉輪處于流道中心位置。

采用壓鉛絲法確認(rèn)中分面墊片厚度，以保證密封環(huán)和軸承座（填料函）的壓緊力在0～0．03mm之間，改善軸承支座的穩(wěn)定性。

(3)帶載試驗(yàn)：

啟泵試驗(yàn)，分別對(duì)水泵和電機(jī)進(jìn)行測(cè)振，振動(dòng)數(shù)據(jù)如下表所示：

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表三

M1：電機(jī)自由端；M2：電機(jī)驅(qū)動(dòng)端；P1：泵驅(qū)動(dòng)端；P2：泵非驅(qū)動(dòng)端；H：水平方向；V：垂直方向；A：軸向。

經(jīng)此次處理，水泵與電機(jī)總體數(shù)據(jù)小于等于4．5mm/s（符合標(biāo)準(zhǔn)），泵側(cè)兩端垂直、水平方向上的振動(dòng)主要以六倍頻為主，而葉輪葉片為6片，泵殼為蝸殼結(jié)構(gòu)，隔舌位于蝸殼的下方位置處。6倍頻的激勵(lì)源很有可能是葉片通過隔舌產(chǎn)生的擊振產(chǎn)生。為確定6倍頻的原因，需要進(jìn)行泵軸承室和進(jìn)出口管道的臨時(shí)支撐試驗(yàn)和不同流量下振動(dòng)測(cè)量試驗(yàn)。

(4)臨時(shí)支撐試驗(yàn)

分別在水泵進(jìn)出口管道增加豎向臨時(shí)支撐，啟泵試驗(yàn)，水泵振動(dòng)無明顯變化；

分別在水泵驅(qū)動(dòng)端軸承和自由端軸承下部增加了豎向支撐點(diǎn)，軸承室垂直方向的振動(dòng)值有所減小，一定程度上說明：軸承箱支架剛度不足。

(5)變流量工況試驗(yàn)

水泵運(yùn)行流量由出口隔離閥的開度調(diào)節(jié)，對(duì)水泵依次在流量為45m3/h、60m3/h、75m3/h工況下進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)量振動(dòng)數(shù)據(jù)隨著流量的增加，振動(dòng)數(shù)值有減小的趨勢(shì)，振動(dòng)減小主要貢獻(xiàn)來自于六倍頻。在泵流量工況變化時(shí)，作用在轉(zhuǎn)子上的徑向力發(fā)生了變化，此時(shí)六倍頻發(fā)生了明顯地降低，可以確認(rèn)此六倍頻來自于葉片。

6.結(jié)論

經(jīng)過此次處理水泵振動(dòng)問題得出造成KQSN系列單級(jí)雙吸臥式離心泵振動(dòng)大的原因主要有以下幾點(diǎn)：

(1)轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡度較高；

(2)電機(jī)支架水平剛度不足；

(3)基礎(chǔ)灌漿不實(shí)，存在空心的情況；

(4)葉輪不在流道中心位置，口環(huán)存在磨損；

(5)中心數(shù)據(jù)偏大。

針對(duì)上述缺陷，我們對(duì)水廠的KQSN系列單級(jí)雙吸臥式離心泵振動(dòng)消缺工作采取如下針對(duì)性措施∶

(1)對(duì)泵及葉輪動(dòng)平衡進(jìn)行調(diào)整；

(2)電機(jī)框架電焊加固；

(3)消除電機(jī)整體存在的虛腳；

(4)對(duì)水泵常規(guī)數(shù)據(jù)測(cè)量修復(fù)。

最終水廠KQSN系列單級(jí)雙吸臥式離心泵振動(dòng)消缺工作得到有效的處理。本文在實(shí)際工作中有一定的指導(dǎo)作用，具有較強(qiáng)的可操作性，提高了員工的工作效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，保障了設(shè)備的可靠性運(yùn)行。

[1]余良旺．水泵機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)的原因及其對(duì)策[J]．通用機(jī)械．2006(02)．

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[3]車煥君．水泵振動(dòng)原因及消除措施[J]．中國(guó)設(shè)備工程．2003(04)．

[4]黃義剛,朱榮生,陳松,袁壽其． 泵振動(dòng)的原因及其消除措施[J]．

(責(zé)任編輯：劉林林)

Analysis of the Reasons for KQSN Series of Single-stage Double-suction Horizontal Centrifugal Pump Vibration and the Processing Scheme

Peng Mingjie

（Zhejiang Huaye Electric Power Engineering Limited Liability Company, Zhejiang, 317112）

In this paper, it frstly introduces the structure of KQSN series of single-stage double-suction horizontal centrifugal pump and the vibration problems appeared in the period of water pump operation, besides, analyzes the vibration reason, describes the vibration harm, fnally introduces the processing scheme of these problems.

vibration；dynamic balance；impeller

T < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A

彭明杰(1985～)，男，浙江華業(yè)電力工程股份有限公司；研究方向：電力機(jī)械設(shè)備。