黃德彬

（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠試驗(yàn)大隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

作為輔助設(shè)備，離心泵在石化行業(yè)不可或缺。該設(shè)備運(yùn)行是否可靠，與企業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。但是，由于動(dòng)力裝置過大，回轉(zhuǎn)設(shè)備速度快，使離心泵出現(xiàn)一些振動(dòng)問題，損壞設(shè)備部件，出現(xiàn)密封泄露問題，甚至引發(fā)設(shè)備停運(yùn)的嚴(yán)重后果。生產(chǎn)工作中，要關(guān)注離心泵運(yùn)行情況，依托專業(yè)技術(shù)手段，把設(shè)備故障率降到最低，保證日常各項(xiàng)生產(chǎn)工作順利進(jìn)行。

1 離心泵結(jié)構(gòu)組成

離心泵構(gòu)成相對(duì)比較復(fù)雜，除了常規(guī)葉輪、泵體、泵軸、軸承之外，還包含密封環(huán)、填料函這一系列結(jié)構(gòu)部件。在離心泵內(nèi)，葉輪作為核心部件，始終處于高速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，而葉輪上的葉片又非常關(guān)鍵。經(jīng)靜平衡試驗(yàn)，合格后，裝配葉輪。裝配中，內(nèi)外表面應(yīng)光滑，把水流摩擦損失降到最低。泵體又名泵殼，作為水泵主體，作用在于支撐固定，與軸承安裝托架連接在一起。泵軸功能在于使聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)處于連接狀態(tài)，讓葉輪接收電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，便于機(jī)械能傳遞。軸承把透明油用作潤(rùn)滑劑，加油直至油位線處。倘若油過多，會(huì)沿泵軸滲。反之，過少又容易增加軸承溫度，引發(fā)燒毀事故。當(dāng)水泵處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，軸承溫度可達(dá)85℃以上，常規(guī)運(yùn)行溫度在60℃左右。密封環(huán)，別名減漏環(huán)。填料函的主要構(gòu)成元素為填料、水封環(huán)、管、填料筒、填料壓蓋。其能夠?qū)Ρ脷ぁ⒈幂S間孔隙進(jìn)行封閉，禁止泵內(nèi)水外流或空氣進(jìn)入泵內(nèi)，營造一個(gè)真空水泵環(huán)境。泵軸和填料處于摩擦狀態(tài)，會(huì)生成熱量，發(fā)揮水封管優(yōu)勢(shì)，注水至水封圈內(nèi)，使填料冷卻。巡回檢查水泵運(yùn)行情況時(shí)，重點(diǎn)檢查填料函，每運(yùn)行600h 更換一次填料。

2 離心泵自激振動(dòng)原因

工作狀態(tài)下，引起離心泵自激振動(dòng)的原因非常多。文章從機(jī)械、水力、電磁力3 個(gè)方面作簡(jiǎn)要論述，找出癥結(jié)所在。

2.1 機(jī)械原因

處于運(yùn)行狀態(tài)下的離心泵，內(nèi)部軸承和組件摩擦劇烈，倘若高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長(zhǎng)，潤(rùn)滑油會(huì)因溫度過高而揮發(fā)。為使離心泵始終保持正常工作，需要反復(fù)涂抹潤(rùn)滑油。因設(shè)備保養(yǎng)不當(dāng)，使部件質(zhì)量不均，引發(fā)振動(dòng)情況。運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的離心泵，因負(fù)荷增加，使振動(dòng)頻率、幅度過高，干擾泵體結(jié)構(gòu)。假使內(nèi)部機(jī)組發(fā)生中心偏離情況，振動(dòng)由軸承磨損、軸瓦與對(duì)稱中心偏離引起。離心泵小幅度振動(dòng)多因軸承非對(duì)稱受力所致，振幅受運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度影響。倘若離心泵結(jié)構(gòu)發(fā)生磨損、腐蝕情況，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子質(zhì)量產(chǎn)生干擾，引發(fā)破壞性故障。在離心泵內(nèi)，葉輪非常關(guān)鍵，安裝聯(lián)軸器時(shí)，若同心度偏差，會(huì)阻礙離心泵啟動(dòng)，發(fā)生振動(dòng)情況。最初，離心泵振動(dòng)不明顯，經(jīng)過一段時(shí)間使用之后，螺栓發(fā)生松動(dòng)，中心偏移，發(fā)生振動(dòng)，甚至共振情況。開機(jī)時(shí)，能夠直觀顯示出該問題，驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)幅度比非驅(qū)動(dòng)端大。

2.2 水力原因

當(dāng)離心泵處于運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)揮壓力傳感器作用，對(duì)介質(zhì)內(nèi)脈動(dòng)壓力進(jìn)行測(cè)量。額定電流情況下，脈動(dòng)壓力并不是很大，二者成正相關(guān)。在葉輪附近，脈動(dòng)壓力過大，對(duì)水泵產(chǎn)生擊打，一旦其與水泵內(nèi)一些裝置固有頻率相近或一樣，發(fā)生共振問題。除此之外，一些振動(dòng)問題因旋渦、脫流所致。如果離心泵進(jìn)水管與吸水池內(nèi)部垂直，因動(dòng)態(tài)水流作用，發(fā)生卡門渦現(xiàn)象，出現(xiàn)振動(dòng)問題。

2.3 電磁力原因

除了上述情況之外，離心泵自激振動(dòng)也可能因磁場(chǎng)內(nèi)部能量不均、電動(dòng)機(jī)鐵芯硅鋼片松動(dòng)等所致。具體而言，處于運(yùn)行狀態(tài)下的離心泵，因電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生一相失衡問題，電磁力對(duì)定子產(chǎn)生影響，發(fā)生振動(dòng)，但電動(dòng)機(jī)仍保持正常運(yùn)行。該背景下，振動(dòng)頻率與定子架固有頻率一樣，產(chǎn)生共振。當(dāng)斷裂的籠條足夠多，在1/7 以上，電動(dòng)機(jī)會(huì)有聲響，機(jī)身振動(dòng)激烈。電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)因鐵芯硅鋼片松動(dòng)所致，有噪音產(chǎn)生。

3 離心泵自激振動(dòng)解決方案

3.1 增加平衡程序

離心泵運(yùn)行一段時(shí)間后，需要作大修處理。這一過程中，檢測(cè)一些多級(jí)泵的直線度。常規(guī)情況下，徑向跳動(dòng)值在0.05mm 以內(nèi)，反之，需作校直處理。采用專業(yè)技術(shù)手段和方法，對(duì)葉輪、各類回轉(zhuǎn)零部件等轉(zhuǎn)子部件進(jìn)行更換。該背景下，添加轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡檢測(cè)工序，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡量進(jìn)行控制，確保設(shè)備平衡精度始終在G2.5 以上。檢修工作中，把交工文件作為參照指標(biāo)，依據(jù)相關(guān)記錄，對(duì)轉(zhuǎn)子平衡轉(zhuǎn)數(shù)加以確定。同時(shí)，還要優(yōu)選低速動(dòng)平衡試驗(yàn)，應(yīng)用到剛性轉(zhuǎn)子中。在撓性轉(zhuǎn)子中，平衡試驗(yàn)轉(zhuǎn)速可與轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)數(shù)相同，或者，高出轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)數(shù)。

3.2 優(yōu)化離心泵設(shè)計(jì)安裝

為對(duì)離心泵自激振動(dòng)問題加以規(guī)避，設(shè)計(jì)人員要對(duì)離心泵進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)和安裝。設(shè)計(jì)工作中，以平衡測(cè)試方法，檢驗(yàn)離心泵轉(zhuǎn)子，使其處于對(duì)稱性運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。除此之外，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)離心泵管道安裝工作進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，發(fā)揮相關(guān)設(shè)備優(yōu)勢(shì)，使管路伸縮節(jié)、滑軌組織等始終保持正常運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)基礎(chǔ)元件支撐加以強(qiáng)化，以免發(fā)生離心泵和固定地基發(fā)生共振問題。安裝工作中，把葉輪質(zhì)量作為重點(diǎn)把控內(nèi)容。依據(jù)相關(guān)問題，對(duì)各項(xiàng)處理工作加以集中，準(zhǔn)確收集、匯總各類問題數(shù)據(jù)、參數(shù)信息等，確保安裝操作過程更加規(guī)范，并對(duì)相關(guān)安裝機(jī)制加以優(yōu)化和應(yīng)用，保證整體工程項(xiàng)目達(dá)標(biāo)，實(shí)施效果好。

3.3 加強(qiáng)離心泵維護(hù)工作

在離心泵自激振動(dòng)問題處理中，每隔一段時(shí)間，都要開展維護(hù)工作，并把臨時(shí)巡檢工作落實(shí)到位。采用科學(xué)的方法，全面檢查離心泵表面、聲音、性能等各個(gè)指標(biāo)，結(jié)合具體問題，把與之相關(guān)的處理方案確定下來。維護(hù)工作中，維修人員還要重點(diǎn)處理螺栓松動(dòng)、彈性膠圈損傷、平衡管發(fā)熱等一系列問題，在第一時(shí)間內(nèi)，潤(rùn)滑、清洗離心泵，以免因使用時(shí)間過長(zhǎng)，發(fā)生機(jī)械損傷情況。除此之外，還要關(guān)注細(xì)節(jié)，確保離心泵整體管理及檢修工作達(dá)標(biāo)，使該設(shè)備運(yùn)行效率得到明顯提高。維修人員要具備較強(qiáng)的責(zé)任感，不斷提升自身素質(zhì)，熟練掌握各類維修技能，依次把監(jiān)管、檢驗(yàn)工作落實(shí)到位，形成離心泵常態(tài)維護(hù)機(jī)制，保持良性生產(chǎn)。

3.4 加強(qiáng)設(shè)備巡查和基礎(chǔ)檢測(cè)

每隔一段時(shí)間，依托專業(yè)技術(shù)手段，檢查離心泵運(yùn)行狀態(tài)，確保其使用正常，對(duì)水力波動(dòng)適當(dāng)控制，以免振動(dòng)過大。一些離心泵被用來輸送冷凝水，汽蝕余量要求不高，需要對(duì)進(jìn)口堵塞、漏氣、大流量運(yùn)行等情況加以規(guī)避，免于葉輪氣蝕問題。離心泵無論基礎(chǔ)底座，還是錨固件，都在混凝土內(nèi)。處于運(yùn)行狀態(tài)下的設(shè)備，各類振動(dòng)依托基座互為干擾，狀況復(fù)雜。該過程中，會(huì)發(fā)生基礎(chǔ)底座錨固件松動(dòng)情況，加劇設(shè)備振動(dòng)，出現(xiàn)一系列共振問題。處理這種狀況的最佳方法是依據(jù)工作環(huán)境，定期對(duì)離心泵基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)頻處理，判斷有無缺陷、松動(dòng)情況。當(dāng)固有頻率發(fā)生改變，需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固，使其具備較高的剛度，減少振動(dòng)，并對(duì)共振問題進(jìn)行有效規(guī)避。

4 應(yīng)用實(shí)例

選定一成品油管道作為案例分析，注入支線第一站給油泵、主泵各2 臺(tái)，1 用1 備，處于并聯(lián)設(shè)置狀態(tài)。將油推水方式應(yīng)用到管道生產(chǎn)中。在前期階段，注水時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中1個(gè)主泵振動(dòng)過大，電機(jī)振動(dòng)指標(biāo)與具體要求相符合。仔細(xì)核查泵機(jī)組內(nèi)的重點(diǎn)零部件、電機(jī)-泵同軸度等各類參數(shù)，結(jié)果表明，無異常情況。盡管，后期輸油工作中，振動(dòng)值下降，但仍相對(duì)較高。經(jīng)研究可知，振動(dòng)原因?yàn)楸没A(chǔ)不達(dá)標(biāo)，因施工環(huán)節(jié)振搗不充分所致，甚至使基礎(chǔ)內(nèi)部有兩處大空腔。優(yōu)選微創(chuàng)注漿方法，對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和處理。修復(fù)工作結(jié)束之后，該泵機(jī)組振動(dòng)值恢復(fù)正常，符合常規(guī)生產(chǎn)要求。

5 結(jié)語

綜上所述，離心泵構(gòu)成復(fù)雜，屬于專業(yè)類設(shè)備，技術(shù)操作難度大。當(dāng)離心泵處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，既要對(duì)離心泵結(jié)構(gòu)組成具備清晰的認(rèn)識(shí)和了解，還要從機(jī)械、水力、電磁力3 個(gè)方面，明確引起離心泵自激振動(dòng)的原因。采用專業(yè)技術(shù)手段，增加平衡程序，對(duì)離心泵設(shè)計(jì)安裝工作加以優(yōu)化，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)維護(hù)，將設(shè)備巡檢和基礎(chǔ)檢測(cè)工作落實(shí)到位，使離心泵工作效率能得到明顯提高，把故障率降到最低，為后續(xù)各項(xiàng)工作開展奠定良好基礎(chǔ)。