ASP型卧式单级双吸离心泵振动原因分析及处理

来源 :商品与质量·建筑与发展 | 被引量 : 0次 | 上传用户:VBlover
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘 要】 本文介绍了某污水厂355KW卧式单级水泵(德国产)解决振动偏大问题的检修过程。利用现场测试数据分析振动原因,制定具体的处理方案,并针对芯包在组装过程中遇到的问题进行了研究处理,为水泵振动处理提供参考。
  【关键词】 污水厂水泵振动原因分析处理方案
  一、前言
  离心泵在使用的过程中,由于内外条件的共同作用,经常会出现振动的现象,针对针对的振动的剧烈的程度,要积极深入分析,并采取可行的措施来处理离心泵振动问题。
  二、设备概况
  某城市污水处理厂设计处理量为10万t/d(合4200t/h),位于城市市区上游段,下游不远即有城市供水取水口,根据有关法规及规划要求,处理后的中水不得直接排放湘江,必须通过加压泵提升后排放至圭塘河,并补充作为圭塘河的景观用水。
  该提升泵选用德国威乐ASP卧式单级双吸离心泵,通过弹性联轴器与电动机直接传动,吸入口与吐出口均在水泵轴心线的下方,与轴线垂成水平方向。检修时无需拆卸进出口水管及电机,从转动方向看去,水泵为顺时针方向旋转。泵轴由两只单列向心球轴承支承,轴承装在泵体两端的轴承体内,用黄油润滑,双吸密封环用以减少泵叶轮处泄漏量。采用了目前国内外最优秀的可自平衡轴向力及径向力的水力模型,性能稳定、效率高、结构紧凑、振动小、泵体耐压高,安装维修方便。
  该泵投入运行至今,逐渐出现水泵轴承径向振动加剧的问题,也出现了一些杂音。且泵非驱动端轴承径向振幅随转速上升而上升,在额定转速1480转/分时达到0.078mm,快达到设备报警值。为了防止振动过大造成设备损坏,该水泵及时停机检修。
  三、振动情况和原因分析
  1、水泵现场的提速实验数据
  为了准确分析水泵轴承径向振动的原因,现场进行了水泵提升转速的实验,轴承径向振幅与转速的关系见图:
  2、水泵振动特点分析
  通过分析图中数据可知,水泵的径向振幅与转速密切相关,随着转速的上升振幅增大,在相同的转速下水泵的驱动端与非驱动端的振幅波动范围不大。
  水泵振动因素主要分为外因与内因两大部分。此次大修过程经反复多次检查,排除水泵振动中的台板地脚螺栓紧力不足、联轴器与轴配合松动、轴承磨损或损坏等外部因素。依据经验:转子不平衡质量增大会引起水平、垂直等径向振幅同时增长,并且振幅随转速变化。初步判断振动应由水泵的内部原因:转子质量不平衡引起。
  3、产生故障原因分析。
  (一)旋转机械的转子由于受材料质量和加工技术等各方面的影响,转子上的质量分布相对旋转中心线不可能绝对地轴对称。
  (二)转子质量不平衡所产生的离心力始终作用在转子上,转子每旋转一周就在转子或轴承的某一测点处产生一次振动响应。因此它的振动频率就是转子的转速频率,也称基频或1倍频,即f=1/60n。
  (三)转子不平衡故障的特怔是:
  (1)在转子径向测点的频谱图上,基频成分具有突出的峰值;
  (2)基频的高次谐波幅值很低,因此反映在时域上的波形很接近于一个正弦波;(3)对于普通两端支承的转子,轴向测点上的振值一般并不明显;
  (四)影响旋转机械不平衡的原因很多,结合离心泵结构特点及工艺操作条件,认为造成七台污水泵振动的原因可能是轴弯曲变形、转子零部件掉块、联轴节角度不对中、转子偏磨或结垢、轴承间隙大、发生汽蚀现象等故障因素。
  4、故障处理过程。从离心泵结构和性能参数看,相同之处比较多。故障特征又十分相似,本着先易后难的检修原则,首先对P-16B、P-20B单级泵进行整改。(一)对355KW卧式单级水泵进行同心度复查,发现找正前两轴同心度存在严重的角度不对中。同时发现对轮靠电机侧原来补焊处出现裂纹。对比发现,泵运行状态明显恶化。经分析认为找正后改变了两轴已经通过长期运行所形成的平衡体系,多次开、停车造成对轮裂纹加剧,使1X幅值大幅上升。由此可以判断振动完全是由联轴器引起的。在谱图上出现2X分量,说明两轴系平行不对中还存在问题。针对联轴器结构形式落后这一缺点,用弹簧片式联轴器取代原来柱销式联轴器。试车后虽然在谱图上存在高次谐波,但各分量幅值很小,按照公司转动设备机械振动标准,该泵目前已经达到优秀状态。
  (二)355KW卧式单级水泵频谱图反映泵存在明显的不平衡和不对中故障。对泵进行同心度复查,找正前两轴同心度不对中故障比较明显。同时注意到泵轴侧对轮有直径51mm、厚7mm的半圆型缺块存在。通过检修前、后对比,可以看到2X分量幅值有所减小,但1X幅值确有所增加。说明对中不是影响振动的主要原因。经计算对轮缺块重量约为40g左右,联轴器缺块造成不平衡应该是问题的关键所在。又用弹簧片式联轴器取代了原来柱销式联轴器,试车泵的振动达到了优秀状态。
  (三)更换了355KW卧式单级水泵泵联轴器,该泵大修更换轴、叶轮、轴承。试车后采集频谱,通过对比发现,大修前、后各分量幅值降低的不是很多,为转子质量不平衡是影响振动的根本原因提供了佐证。
  四、离心泵振动处理的一般方案
  1、因装配原因造成的振动及解决办法
  (—)静平衡造成泵振动
  多级离心泵的转子是由多个部件组成的,例如梁二注水站使用的DF30-150*11型注水泵的转子是由泵联轴器、泵轴、甲、乙、丙三个挡套、叶輪、平衡盘、止推盘等十大部分组成,而如此多的部件组成的转子在2980转/分的转速下,如果某一个构成转子的部件本身静不平衡,必然导致转子的动不平衡,为此,多级离心泵为了克服转子的振动,必须在组装前进行严格的静平衡试验。
  (二)动平衡造成泵振动
  转子部件在进行完小组装后必须进行动平衡试验,以克服泵在运转过程中造成的不平衡振动,忽视这一点,将对泵以后的整体运行,产生极大影响。   (三)转子安装的精确度造成泵振动
  为了减少转子与定子密封环磨擦而引起的振动,各部件组装时的同轴度必须控制在0.07mm以内,以防止转子密封环与定子中段密封环的接触磨擦而造成泵不必要的振动。
  (四)机泵同轴度造成泵振动
  机泵同轴度无论是在新机组安装,还是在使用过程中,都是不可忽视的一环,泵使用一段时间,应定期停车检测,如超出标准,应及时调整,以梁二注为例,1995年至2012年十几年间,因机泵不同心造成的振动达十六次之多,都是职工在巡检时发现机组有异常声音后,停车检查,经过查找原因并经仪器检测,确定同轴度超标,所以机泵同轴度必须控制在0.1mm以内,以保证电机与泵在运行中的平衡,从而减小振动。
  (五)转子在定子中的抬量、串量不达标造成泵振动
  在泵的组装过程中,由于装配的原因使转子不能良好的与定子对中,造成接触而引起磨擦,从而导致注水泵的整体振动。
  (六)轴瓦配合间隙过大造成泵振动
  在调整轴瓦间隙过程中,必须严格达标,梁二注近十几年间由于间隙调整不合适造成的机组振动达十余次,每次都需要厂家进行重新调整,既对管理区生产造成了很大影响,也对有限的维修费用造成了很大浪费。在调整轴瓦间隙过程中,应将配合间隙达到轴的千分之二,轴瓦的四角值应为0.28mm,轴瓦与轴的接触角应大于或等于75度而小于等于90度即可以了。
  (七)机泵在现场安装过程中的疏忽造成泵振动
  例如:由于垫铁的安装不规范,在使用过程中,焊口断裂,垫铁脱落等原因。而造成机泵固定的底角螺丝松动,从而造成机泵的振动,这种情况比较常见,遇此情况,只要重新恢复,将螺丝拧紧即可,但是,平时工作中,必须经常检查和调整机泵的螺丝。
  (八)转子轴背帽的松动造成转子振动
  转子的背帽一般为反扣,但由此引起的振动也不能忽视,究期原因,背帽松动原因有三。
  (1)出口单流阀和阀门损坏,停车后造成注水泵反转,而引起背帽松动。
  (2)电机电缆接线错误造成反转,而引起背帽松动。
  (3)在装配过程中,背帽没有按照要求进行紧固。
  (九)平衡系统的问题造成泵振动
  平衡系统损坏、堵塞或者平衡盘摩损严重,轴向力推力过大等都会造成泵的振动,必要时可根据情况进行保养或停车检修。
  以上所引起振动的因素,一般在新泵投产二十四小时之内就可以发现,所以,新泵试运投产时,一定要格外上心,认真观察才行,尤其大修以后的设备,更是如此。
  2、离心泵运行过程中出现的振动及解决办法
  (一)汽蚀是引起泵振动的因素之一
  汽蚀现象是离心泵普遍存在的问题,随着泵站管理水平的提高,随着自动化系统的介入,汽蚀现象自九十年代有大幅度降低,但是,在污水泵站,存在汽蚀现象是不可避免的,汽蚀极易引起“水击”现象,导致离心泵振动,并同时会引起电流的波动,目前,多采取大罐储水来解决这一问题。
  (二)导叶松动是导致泵振动的因素之二
  泵在运转一段时间后,由于水的腐蚀,尤其污水的腐蚀,还有机组频繁的开启,都会导致定子的导叶松动,从而引起注水泵的整体振动。同时,伴有电流的波动,目前没有很好的办法解决,唯一的办法是解体检修。
  (三)電机原因是引起泵振动的因素之三
  电机由于过于沉重,一般很少调整,时间长久,由于自重或其他原因而引起整体下沉、偏斜或底角螺丝松动,长时间不保养不坚固,就会造成机泵不同心,或是电机振动,从而引起泵的振动。
  3、其它引起泵振动的原因及解决办法
  (一)泵轴弯曲。由于人为的原因,停车后长时间不盘车,虽不致于卡死,但会有卡阻现象出现,从而转子与定子磨损,而引起泵的振动,最好解决办法是按规定定期盘车,时间长久了,用检测仪进行检测。
  (二)减震弹性胶圈损坏会引起泵的振动,最好的办法是定期检测更换,保持良好的减震性。
  (三)弹性胶圈连接螺栓松动也会引起泵的振动,所以我们必须定期检查,保持它的良好性。
  (四)泵内吸入较大异物,(例如棉纱、螺栓、砖头等)会导致泵振动,出现这种情况,必须进行解体检修。
  (五)干线压力高于泵的压力,外输水出不去,造成机组憋压而引起泵的振动,此时,调整压力以后就会消除泵的振动。
  4、芯包解体和检修
  为了消除振动加剧的内部原因,保证设备正常运行,对水泵芯包进行了解体和修复,情况记录如下:
  (一)ASP型中开泵是高性能、高效率的水泵,尤其是这种采用德国技术的泵,结构紧凑,泵内动静间隙相对较小,所以设备运行过程中动静部分的碰磨现象随之增大。
  (二)叶轮与泵体间隙不均匀,叶轮对称中开面与泵体对称中开面有夹角,在高速水流反作用下会产生振动。
  (三)泵叶轮与泵壳磨损、泵叶轮与口环磨损情况良好。经过技术小组研究分析,叶轮修整后仍可继续使用,将口环更换车削至新泵尺寸。避免叶轮的更换,节约检修时间,减小耗材成本。
  (四)泵挡水套与泵轴套磨损严重,全部更换。
  (五)SKF轴承已运行5000小时,虽未损坏,考虑维护周期,仍进行了更换。
  (六)泵壳连接螺栓不同程度破损(断裂、圆角打滑),更换部分新螺栓。
  5、转子动平衡试验
  出水泵属于高速运转设备,也是本厂的关键设备,少量的不平衡就可能引起较大的振动量,在芯包解体维修后,特委托长沙水泵厂对转子进行动平衡试验。试验中发现整个转子的动不平衡量远大于标准值,对叶轮进行了修刮处理来消除转子不平衡量。
  五、现场重新组装和测试
  在芯包解体、检查、测量和转子动平衡试验等工作全部结束后,将原泵轴、叶轮等部件在现场进行了重新组装。重新组装严格按照检修规程要求,精密测量,保证动静间隙在标准范围内。   1、重新组装出现的故障
  重新组装,合上上半部分蜗壳,紧好连接螺栓后,人工盘车发现泵轴过紧,并有卡死现象。经检查联轴器部位与电机连接良好,未发现问题,判断可能是泵内出现问题,故将蜗壳重新打开,将芯包取出,发现口环与叶轮接触面、端面均有擦痕,最后判断卡死原因是:(1)检修过程中受零件加工、安装工艺的局限,主轴的配合部位的表面残留微小的凸点。这些凸点导致配合面应力不均,同时使各个部件配合间隙出现偏差。(2)口环外径也是装配中不可忽视的一个参数,它与蜗壳配合不好,会直接导致变形与主轴抱死。逐一细致检查零部件表面,并做打磨处理后再次组装;重新校核口环外径并清理蜗壳卡槽,技术小组将口环内径与叶轮间隙由理论间隙0.4mm调整为0.45mm进行第二次组装。
  2、测试结果
  ASP中开泵经重新组装后,静态测量数据振幅小于0.01mm,全部达到优良。试机过程中,水泵振动消除,但仍有少量杂音,根据以上经验判断,通过一定时间磨合,可以消除,但需密切观察。运行8小时后,杂音基本消失。
  六、结束语
  ASP卧式单级双吸离心泵是一种应用广泛的水泵,它性能稳定、效率高、结构紧凑、泵体耐压高,安装维修方便,但对检修的技术要求较高。
  1、振动是水泵常见故障。現场主要通过转子动平衡试验,根据检查情况进行修刮、消减转子不平衡,降低轴系运行状态下的扰动力,进而减少振动幅值。
  2、在组装芯包过程中,各个零件配合部位的表面一定要仔细检查,严格避免凸点存在,保证主轴上的各个配合零件的同轴度。
  3、进口芯包结构紧密,动静间隙的正确测量与调整非常重要。实际上,通流部分的动静间隙受到很多因素影响。检修过程中动静间隙量是需要多次调整控制的,一定程度上与检修人员的经验有关。在检修实践中高转速、高负荷的水泵动静部件间的装配间隙适当比小型水泵的间隙略大些,保证水泵运行工况下不发生机械碰撞、摩擦。
  参考文献:
  [1]王汝美.联轴器对离心泵振动的影响及其选用[J].石油化工设备技术.2012(04)
  [2]田志刚.离心泵振动的原因及预防[J].石油和化工设备.2010(06)
  [3]游晓兰.水汽车间离心泵填料技改情况介绍[J].泸天化科技.2011(01)
其他文献
【摘 要】 防排烟系统对于建筑是非常重要的,然而现在的建筑防排烟系统不免存在些问题,这对于建筑的本身和建筑内人员都存在安全隐患。这些问题需要我们加以分析解决。本文主要对排烟系统中的常见问题进行了简要分析。  【关键词】 排烟系统;弊病;措施  引言:  通常来讲的防排烟主要是指防排烟系统,即建筑内设置的用以防止火灾蔓延扩大的防烟系统和排烟系统。防烟系统的作用是防止烟气进入疏散通道等区域,而排烟系统
期刊
【摘 要】 本文主要通过对建筑工程施工现场管理的重要性、管理的任务以及常见的问题进行了详细的分析,并针对存在的问题提出了相应的解决方案。  【关键词】 现场管理;策略优化;管理措施;安全  前言:  项目工程土建施工管理是建筑管理的重要组成部分,项目中的很多问题都会在现场的施工管理中得到反映,其直接关系着工程项目施工的进度完成情况以及工程项目质量的合格与否,所以要求对建筑工程土建施工的现场管理进行
期刊
【摘 要】 园林工程主要研究园林建设的工程技术,包括地形改造的土方工程,掇山、置石工程,园林理水工程和园林驳岸工程,喷泉工程,园林的给水排水工程,园路工程,种植工程等。园林工程的特点是以工程技术为手段,塑造园林艺术的形象。在园林工程中运用新材料、新设备、新技术是当前的重大课题。园林工程施工管理是园林工程管理的重要组成部分,加强施工组织,以求绿化工程在园林工程中的最佳效益。本文就园林工程施工管理的几
期刊
建筑业既是国民经济支柱产业之一,也是劳动密集型行业,农民工的就业容量大,据有关资料统计,全国建筑业农民工有4000多万人。但是,由于建筑业农民工所从事的多为施工变化大、露天高处作业多的危险作业,且建筑业农民工的安全素质和安全意识不高,安全技能和自我防护能力差,施工过程中的违规违章行为较多等原因,建筑业农民工往往是事故的高发群体,占建筑施工事故伤亡人数的80%以上。因此,要杜绝和减少建筑业事故的发生
期刊
【摘 要】 盐碱地由于土地生产力低、土壤条件苛刻,造成了养护植物的栽培养护工作十分困难,直接影响了盐碱地园林景观的建设工作。因此本文主要探讨了盐碱地园林植物栽培和养护技术。  【关键词】 盐碱地;园林植物选择;后期养护\  一、盐碱对植物的危害  1、引起植物的生理干旱。盐土中含有过多的可溶性盐类,可提高土壤溶液的渗透压,从而引起植物的生理干旱,使植物根系及种子发芽时不能从土壤吸收足够的水分,甚至
期刊
【摘 要】 基坑开挖所引起的近邻建筑物产生沉降变形的情况在建筑行业中是十分普遍的,建筑物发生不均匀沉降会导致建筑物的结构产生相应的反应,如果不均匀沉降太大会导致建筑物产生裂缝、倒塌等问题;如果不均匀沉降不大,但绝对沉降较大,也可能对基坑附近的市政工程产生不利影响,正是由于基坑近邻建筑物的绝对沉降和不均匀沉降在现代施工过程中有着无可替代的作用,基坑开挖对周围建筑物沉降的影响研究受到了极大重视。高层建
期刊
【摘 要】 大型建筑的防火疏散设计是建筑设计中的重要组成部分,随着我国建筑建设的快速发展而越来越多地受到学界的重视。建筑大楼的疏散设计涉及建筑、设备、结构等多方面内容。本文对建筑大楼疏散中存在的一些问题并对其提出了改进的策略和建议。  【关键词】 大型建筑;设计防火;疏散设计  现代大型建筑由于造型和使用功能的需要,往往会使防火分区面积过大、疏散距离超过规范要求,如果严格依据消防规范标准条款对号入
期刊
【摘 要】 毫无疑问的从1946年第一台电子计算机的产生后的近70年的时间里,以电子计算机为代表的信息技术飞速发展,特别是当互联网大规模的普及和应用后的时代。计算机以及互联网的大规模普及为智慧社区的建立提供了必要的技术准备。时至今日,传统计算机和互联网技术得到发展,智能手机等智能设备以及移动互联网被迅速推广且获得大规模的应用。使智慧社区的的普及和推广更加方便和快捷。  【关键词】 智慧社区;互联网
期刊
【摘 要】 质量是工程建设的根本,安全则是基础,对于整个工程施工而言,质量与安全则是生命。生命体征对于一个生命体而言,其作用不言而喻。对于建筑施工工程来说,抓好对质量以及安全的管理,并做好对于质量以及安全管理的有效监控,是工程施工管理过程中最为关键的工作。下文通过对新时期建筑施工安全以及质量管理的重要性的详述,并深入提出了加强质量及安全管理的相关对策,以更好的为整个工程施工服务,确保工程顺利有序开
期刊
【摘 要】 沥青混凝土路面出现破损以及对其进行修复是一个相当严重的问题,现实中,修补后的沥青混凝土路面再次出现病害的频次显著增大,为了有效避免沥青混凝土路面病害的发生,因此需要在施工阶段就要做好质量控制与病害预防工作,基于此,本文分析了沥青混凝土路面质量控制措施以及如何对其进行病害的防治。  【关键词】 沥青混凝土;路面;施工质量;病害预防  引言:  沥青混凝土路面施工质量管理水平对施工质量、使
期刊