浅析离心泵振动的原因及防治措施

浅析离心泵振动的原因及防治措施

蒲钊

陕西延长石油（集团）管道运输第四分公司-陕西省延安市-716000

摘要：离心泵振动是指在离心泵运行过程中，设备或其支撑结构发生的周期性或随机性的振动现象。振动的产生可能与离心泵本身的设计、制造、安装、使用等方面有关。本文将对离心泵振动的原因进行浅析，并提出一些常见的防治措施，以期为解决离心泵振动问题提供一些参考。

关键词：离心泵振动；原因；防治措施

引言

离心泵是一种常见的流体机械设备，在工业生产中有着广泛的应用。然而，振动问题是离心泵运行过程中常见的一种故障现象，不仅会影响设备的正常运行，还可能对生产环境和设备安全造成威胁。通过对离心泵振动问题的深入分析和相应的防治措施，可以有效地解决离心泵振动问题，提高设备的工作效率和稳定性。

1离心泵的作用

离心泵是一种常用的流体输送设备（图1离心泵的结构），主要用于将液体或液体混合物从一个位置输送到另一个位置。离心泵通过旋转驱动叶轮，产生离心力将液体从低压区域吸入泵内，然后通过叶轮的转动将液体压力增加，最终将液体推向高压区域。这样可以提供所需的流体压力，使液体能够顺利地流动到需要的位置。另外，离心泵通过叶轮的旋转将液体推动起来，使其在管道中流动。离心泵可以输送各种类型的液体，包括清水、废水、化学液体、石油、乳制品等。根据不同的需求，离心泵可以具有不同的结构和材料，以适应不同液体的输送要求。此外，通过调节离心泵的转速或叶轮的直径，可以控制流体的流量。当需要增加或减少流体流量时，可以通过调节离心泵的工作参数来实现。离心泵作为一种重要的流体输送设备，在工业生产、建筑、农业、给排水系统等领域起着关键的作用。它通过提供流体压力、实现流体输送、调节流量和实现液体循环，满足了各种液体输送的需求，促进了生产和工程的顺利进行。

图1 离心泵的结构

2离心泵振动的原因

2.1不平衡

不平衡是导致离心泵振动的常见原因之一。不平衡可以分为静不平衡和动不平衡。静不平衡是指泵转子的质量分布不均匀或转子的中心线与轴线不重合。这可能是由于装配不当、叶轮磨削不均匀等原因引起的。当泵运行时，静不平衡会导致离心力的产生，引起泵的振动。动不平衡是指当泵运行时，其部件的质量分布不均匀或者旋转轴线不完全处于平衡位置的情况。动不平衡主要是由叶轮质量分布不均匀或轴承负载不平衡等造成的。这些不平衡会导致泵的振动，严重时可能导致设备的故障。

2.2液力振动

液力振动是指流体在离心泵内部流动时引起的振动现象。它是由于流体在离心泵内部的不均匀流动导致的。当泵的进口流量大于出口流量时，一部分流体会从叶轮出口旁通回到叶轮进口，形成一个旋涡。这种垂直于叶轮旋转方向的涡流会引起泵的振动。脉动振动是由于流体流入离心泵时流量不稳定而引起的。当流体在进口管道和出口管道之间的压力变化较大时，泵会发生脉冲振动。此外，搅拌振动是指泵叶轮的旋转会引起流体中的固体颗粒悬浮并产生涡流，从而引起振动现象。

2.3轴承问题

轴承可能会由于长期使用或超负荷工作而损坏。常见的损坏类型包括轴承滚动体、保持架或内外圈的裂纹、剥落或磨损。轴承损坏会导致泵转子的不稳定运行，进而引发振动和噪音。另外，由于润滑不良、灰尘、颗粒物或不适当的液体介质等原因，轴承表面可能会出现磨损。磨损会使轴承失去原有的连接性和平稳运行，增加摩擦，引起振动和噪音。此外，轴承的正确装配对泵的正常运行至关重要。如果轴承未正确安装或压力过高，可能会导致叶轮不稳定和摩擦增加，进而引起振动和噪音。

3离心泵振动的防治措施

3.1设备安装和调试

在离心泵的设备安装和调试过程中，正确的装配是降低轴承振动的关键。首先，要确保各部件的装配正确。叶轮作为离心泵的核心部件，其与轴线应保持平行，这可以通过使用水平仪或测量工具进行校准来实现。叶轮与法兰之间的同心度也非常重要，在安装过程中需确保一致性。如果叶轮装配不当，可能导致叶轮偏心运转，引发不平衡振动。此外，为了降低不平衡对泵的振动影响，需要进行平衡校正。平衡校正可以通过在叶轮上加重块或削减材料的方式来实现，以消除转子的不平衡因素。平衡校正应该由经验丰富的专业人员在专用设备和技术指导下进行，以确保操作的准确性和可靠性。

3.2合理设计水力系统

合理设计水力系统是减少离心泵振动的重要措施之一。在设计进出口管道时，应考虑流量均匀分布以及最小化液体流动阻力的原则。为了实现流量均匀分布，应选择合适大小的进口和出口口径，以确保流量能够平稳进出。另外，在管道上可以安装导流片或者分水装置，来引导并分散液体流动，避免局部液体流速过大或过小引起的液力振动。此外，合适的管道截面积和形状也能减少局部阻力，降低液力振动的产生。在水力系统中使用适当的阀门和流量调节装置也非常重要，可以调节流量并平稳传递流体，减少液体冲击和压力变化。

3.3轴承维护

定期对离心泵的轴承进行检查和维护，可以确保轴承良好的润滑状态，从而减少摩擦和磨损，降低振动和噪音的产生。在轴承维护过程中，应定期检查轴承是否存在松动、磨损或腐蚀等问题。轴承的松动可能会导致不正常的摩擦，产生振动和噪音。如果发现松动，需及时进行紧固。另外，根据制造商的建议周期，定期更换润滑油是非常重要的。新鲜的润滑油可以有效地降低摩擦和磨损，提供良好的润滑效果。同时，应注意使用适合的润滑脂或润滑剂，并按照规定的润滑量进行润滑，以确保轴承正常工作。轴承密封装置的完好性也需要定期检查，以防止灰尘和污染物进入轴承，影响其正常运行和寿命。

3.4定期检测和监控

定期对离心泵进行振动、噪音以及温度等参数的检测和监控，是预防和解决振动问题的关键步骤。使用专业的振动传感器、声音检测仪和温度传感器等设备，可以实时监测泵的运行情况，及时发现异常振动、异常噪音以及温度过高等问题。通过对振动频率、振幅、相位等参数的分析，可以判断振动源的位置和性质，进而采取相应的措施。在监控系统中，可设置警戒值和报警机制，一旦超过设定值，即可触发报警，及时采取修复和调整措施，避免可能的损坏和事故发生。

3.5泵站方案和设备的优化设计

在新建或改造泵站时，应注重泵站方案和设备的优化设计，以降低振动的发生和传递。一方面，合理选用和安装支撑结构，确保泵的稳定运行。支撑结构包括底座、基础、防震垫等，其主要功能是承载和减震。正确选择材料和结构，考虑泵的振动特性和工作环境，能够有效减少振动的传递。另一方面，适当使用减振装置，如减振支架、减振器、减震材料等，将振动源与建筑物或管道隔离开来。这些减振装置能够有效吸收和分散振动能量，防止其反传导到泵站或周围设备中，从而降低整体振动水平。此外，在泵站设计中，还应考虑降噪和减振措施。采取合适的隔音材料和隔音设计，可以有效减少噪音对周围环境和操作人员的影响。在泵房内设置安全、宽敞的操作通道和隔音设施，使工作环境更加舒适和安全。

结束语

离心泵振动问题是一个复杂而重要的工程问题，需要从多个方面综合考虑。通过合理的设备安装调试、水力系统设计、轴承维护和选用合适的介质等措施，可以有效减少离心泵振动的发生，提高设备的可靠性和稳定性。在实际应用中，我们应该重视振动问题，并采取相应的预防和处理措施，以确保离心泵的正常运行和安全性。

参考文献

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