离心泵振动超标原因分析及措施

离心泵振动超标原因分析及措施

王毅

北京国电龙源环保工程有限公司怀安分公司 076150

摘要：随着我国电力行业的生产规模逐步扩大以及工业化水平的不断提高，离心泵在我国电力企业的使用范围和使用频率也在不断增加，离心泵作为电力企业各种介质输送的主要设备，其正常运行是保障电力企业整个生产链正常运转的必要条件，电力企业必须高度重视离心泵的日常保养维护及故障处理措施，掌握离心泵的运行特点，保障离心泵的正常运行，并在离心泵发生故障后能够迅速查明故障原因并予以解决，从而保证电力企业的生产正常运行。

关键词：离心泵；故障处理；维护保养

引言

离心式水泵是应用最为广泛的水泵，能够满足各种生产需要，为了提高离心式水泵的工作效率，需要确保其正常工作和安全性能。对离心式水泵存在的问题进行分析，结合实践经验，找出故障原因，提高离心式水泵的工作性能，减少故障的发生。离心式水泵的密封性也会影响设备工作，找出影响密封性的原因，并采用软材料进行密封性的提高，从而增强离心式水泵的工作稳定性，保证其正常工作。

1离心泵的工作原理

离心泵的工作原理离心泵是利用叶轮产生的离心作用使液体达到传输目的的设备，其工作原理为：离心泵在通过外部电机提供电力后，离心泵的叶轮在泵轴的带动下高速旋转并产生较强的离心力，叶轮上的液体随叶轮高速旋转并在离心作用下脱离叶轮并进入压水管道，与此同时，叶轮中心区域便形成一个真空区域，从而达到液体能够在内外压力差的作用下流入泵体，周而复始便可以到达液体通过离心泵进行传输的目的。

2离心泵振动超标原因

2.1转子动平衡

使用型号CSI2140频谱分析仪对机泵运行状态进行分析，在频谱图中，谐波能量集中于工频和二倍频，并且会出现较小的高次谐波，二倍频表示转子不对中，而工频则是典型不平衡症状，说明机泵转子不平衡。用百分表测量轴头径向跳动值，最大处为0.015mm，根据规范，轴径40mm跳动值0.05mm以内为合格，说明轴没有弯曲。检查叶轮，没有发现腐蚀、开裂，磨损等异常情况。结合频谱分析及机泵振动特点，确定不平衡位置集中在联轴器附近，对联轴器进行检查，发现联轴器连接螺栓磨损严重，且螺栓上弹簧垫安装不对称，判断由于螺栓磨损及弹簧垫安装不对称造成转子不平衡。机泵在运转过程中，由于不平衡导致转子形成周期性离心力，在轴承上产生动载荷，从而引起机泵振动值增大。

2.2密封圈失效

离心泵的长期运行下密封圈老化，或者密封圈的嵌入沟槽与密封圈形式不对应都会造成密封圈失效。特备是电力企业，各类介质本身具有一定的氧化腐蚀性，使得密封圈在氧化作用下加速膨胀，导致密封圈收到过多的摩擦而加速老化。电力企业在进行离心泵密封圈采购时，尽量选择抗氧化耐高温的密封圈，从而延长密封圈的使用寿命，同时必须注意密封圈形式与嵌入沟槽向吻合，保证离心泵的密封效果。另外密封圈是离心泵运行过程中经常损坏的备件，在其存储时需要避免高温和潮湿，应放置在没有阳光直射的阴凉位置存储，以保证密封圈的性能良好。

2.3出入口管线应力

检查机泵出入口管线支撑，此时，正值冬季，北方寒冷的天气造成基础沉降不均，管线支撑已经脱离地面，将机泵出入口法兰口断开，在自由状态下，入口法兰偏口10mm，出口法兰偏口20mm，说明出入口管线对机泵存在应力，应力作用会影响机泵整体受力情况，影响轴承、机械密封受力，加速轴承以及机械密封的损坏，造成机泵振动增大。

2.4弹性元件失效

弹性元件断裂或者弹性失效都会导致离心泵的弹性元件失效。在离心泵的长期运行中经常出现运行不稳定的情况，比如液体不足导致的抽空现象或者因为离心泵支座与地面固定不牢等原因导致泵体振动幅度较大，以上情况都会使弹性元件发生断裂。另外弹性元件的热处理不合格，以及弹性元件在长期的使用中产生疲劳现象等也会导致弹性元件断裂。弹性元件的弹性失效主要是因为离心泵的长期使用导致元件间隙结垢以及高温环境造成的弹性元件变形。弹性元件断裂后必须及时更换，若弹性元件因为结垢原因导致弹性失效可以通过润滑油或者软化水冲洗结构位置加以解决。另外在弹性元件采购时需保证弹性元件的耐高温和耐腐蚀性能。

3采取措施

3.1振动分析仪的应用

（1）测点选择。尽量靠近轴承承载区是测点的最佳位置，每个测点要测量3个方位：水平（H）、垂直（V）、轴向（A）。（2）确定测量参数。为不同的分析带宽选择合适的振幅单位：使用加速度的低频振动（2000Hz）。对于大多数设备来说，振动速度是反映振动强度的理想参数。（3）选择和安装传感器。加速度传感器是最常用收集振动离线数据;滚动轴承装置，加速度传感器被使用;用于滑动轴承装置，通常的位移传感器。（4）振动测量与信号分析。根据实测数据和信号分析，判断设备是否正常，是否有异常现象，通过波形观测、频率分析来判断故障的原因、部位和严重程度。（5）做出诊断决定。继续运行或停止修理。做特定的维护，故障定位处理包括所需的零件。

3.2消除管线应力

通过在出入口管线支撑增减垫铁的方式，调整管线支撑，消除出入口管线对机泵的应力。计划在停车检修时，在出入口管线支撑上增加可调节弹簧支架，消除基础沉降不均对出入口管线的影响，避免产生管线应力。通过以上五项措施，启动机泵后轴承箱振值大幅下降，均在4.5mm/s以下，运转24小时，测量各轴承振动数值均正常，机泵振动超标治理成功。表2为采取措施后各轴承振值数据，可以看出，采取措施后，机泵各轴承振值均有所下降，达到良好的运行状态。

3.3加强离心泵的日常保养

在离心泵的日常运行过程中，需要操作人员进行必要的检查维护，及时发现问题并及时解决，从而确保离心泵运行正常。首先在离心泵开启前，检查离心泵的地脚螺丝是否存在松动现象，离心泵内的液体是否加注完成，液体的进出口管线是否连接到位，离心泵的运行电压是否正常，环境是否满足离心泵的运行条件等等。在离心泵开启后，需要进行必要的预热，在离心泵预热完成后必须适时关注离心泵的运行情况，查看是否有泄露情况，若存在泄漏现象必须及时处理，保证离心泵的工作压力。注意观察吸入液体池的液面变化，避免离心泵出现抽空情况，若在离心泵的运行过程中出现较大异常情况时，必须立刻停机并通知维修人员进行故障处理。

3.4消除转子不平衡

将联轴器螺栓全部更换，螺栓弹簧垫对称布置，并使用型号CSI2140频谱分析仪对机泵进行在线动平衡实验，根据频谱图确定不平衡位置及不平衡量，最终在联轴器螺栓上加配重3.2g调整垫片，消除转子不平衡。

结束语

离心式水泵是工业生产中一种重要的设备，在使用过程中会出现故障和密封性问题，影响水泵的正常工作。为此，对离心式水泵的结构和工作原理进行分析，并针对不同的故障情况提出维修策略，分析了密封性问题，寻找提高水泵密闭性的方法，对于实际生产和设备维修具有重要意义。及时发现和排除故障，有利于保证设备正常运行。

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