水泵管道振动原因及消除方法论文_钱理营,万曙光

水泵管道振动原因及消除方法论文_钱理营,万曙光

河南国控建设集团有限公司 河南郑州 450009

摘要:水泵在使用的过程中,有多种原因的影响,会使水泵产生振动,如果处理不当,将产生安全方面的危害,因此,在本文中,我们将对水泵振动的原因进行分析,并探索有效消除振动危害的措施与方法。

关键词:水泵振动;原因;消除措施;方法

1前言

水泵的应用范围比较广泛,因此水泵在使用过程中的稳定性和安全性成为用户所主要考虑的问题。影响水泵运行稳定性的多种因素;水泵的水力、水泵的安装、运行维护等,都有可能是造成水泵振动的原因。

2水泵管道振动原因

2.1安装原因

(1)电机与泵对中超差

电动机通过联轴器实现动力传递给泵,装配时电机和泵的同轴度有严格的调整精度要求。如果泵组在运行状态下,同轴度超差会破坏联轴器工作的平衡状态,为补偿这种偏差,联轴器的挠性原件便会产生交变的协调变形,从而产生交变的协调内力,此力作用在泵和电机上,便引起泵组振动。

(2)泵基础松动

水泵基础松动、重量太轻、地脚螺栓固定不牢,或者水泵机组在安装过程中形成弹性基础,或者由于油浸水泡造成基础刚度减弱,水泵就会产生与振动相位差180°的另一个临界转速,从而使水泵振动频率增加,如果增加的频率与某一外在因素频率接近或相等,就会使水泵的振动增大。

(3)进出口管线与泵中心偏差大,存在较大

预应力泵的壳体受外力作用或其他因素的影响发生变形,造成转子与壳体不同心。通常在试车时就表现出泵振动大,泵的水平振动明显大于垂直和轴向振动,且呈周期性波动

2.2运行控制原

(1)泵进出口管道存在空气

若在运行中,进口管道高处放气管没开,或管系充水时空气没排干净,在此处会积存空气。通常管道内积存空气会在水流运行过程中被水慢慢带走,使这种振动逐步减轻。但如果经过一段较长的时间仍没消除,则必须在积存空气位置设置放气阀排出空气。

(2)泵进口压力过低

当进口管道内有杂物堵塞、入口滤网实际阻力超过允许值等时,就有可能使泵进口压力小于或等于介质的饱和压力,即泵进口压力低于泵有效汽蚀余量,造成泵内介质汽化,而产生汽蚀。当泵产生汽蚀现象时,可听到泵内有噼噼啪啪的响声,泵体尤其是进口处振大,出口压力表指针变动大。

(3)进出口阀门的阀板掉落

当泵前后阀门如关断阀、止回阀等的阀板掉落,将使管道的通流能力受到很大影响,在掉落处,就会形成节流,可能使泵入口压力过低或泵流量过小,从而引起泵汽蚀或泵偏离额定工况太多而振动。当然,此种情况一般几乎不会出现,只有在阀门的阀板与丝杆自行脱落才可能将阀门关闭。

(4)运行流量严重超出额定流量

每台离心泵有一个最佳工作范围,泵的振动在最佳工作范围内最小,并随流量增大或减小而增加。当运行控制出现异常如泵入口电动阀误关或关小、出口流量调整过低等时,泵的流量将偏离额定太多,引起泵振动增大。

(5)润滑效果差,温度超标

当泵轴承的润滑油变质、杂质含量超标等而导致的润滑故障,就会造成轴承工况恶化,引发振动。本工程由于是泵调试运行就存在振动,且运行过程中,严格控制轴承的温度,故此原因可排除。

2.3设计布置原因

(1)泵入口压力过低,使泵易产生汽蚀

设计时,如泵吸入液面过高、泵进口管道系统阻力过高等,将使泵入口压力降低,达到一定值时,泵进口水便会发生气化,形成气泡。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆气泡向前流动,进入高压区后会迅速缩小并溃灭,周围液体质点将高速填充空穴,发生强烈水力冲击,产生振动和噪声。

(2)管道布置过柔,与泵产生共振

水泵本身会有一定的振动,如果管线和泵体没有固定好,这些微振会通过流体的流动由泵传递给管线,在管路系统刚度不够的情况下,会发生一种结构共振,使泵振动增大。

(3)进出口管道布置不合理,使入口流量不均

设备运行中,离心泵偏离额定工况点后,泵内水力流态异常,造成水力波动增大,从而会导致水泵振动超标。

(4)基础设计刚性过小,与泵产生共振

离心泵的基础底座及锚固件通常浇筑在混凝土中。设备本身及外围设备运行时,各种振动通过基座相互影响,情况非常复杂。在某些情况下,可能导致基础松动,造成设备振动加剧,甚至引发共振。

2.4设备原因

(1)转子动不平衡

当转子的质心偏离圆转轴线时,便会产生偏心质量。高速转动下的转子便会产生方向周期变化的离心力,该力作用在支撑轴承上,便诱发了轴承部位的振动。主要现象有:转子存有较重的不平衡量;叶轮和轴的配合间隙大;泵轴弯曲变形;叶轮磨损、断裂或被异物堵塞,造成不平衡量增大。

(2)轴承损坏、磨损或松动

轴承为支承转动部分的重量和承受在运行中轴向力和径向力的部件,如果损坏或其本身有质量问题,那么在运行中就会引起水泵振动,并伴随有发热现象并出现异常响声。水泵正常运行的滑动或滚动轴承温度如果超出额定温度,轴承内部可能就会出现磨损,此时应更换新轴承,以防水泵振动。

3如何消除振动对水泵质量造成的影响

导致水泵产生振动现象的原因多种多样,为了能够降低振动对水泵运行质量的影响,我们应做好质量管理工作,降低水泵的振动幅度,从而保障水泵运行的安全。

3.1做好设计环节的振动控制工作

在水泵的设计阶段,应考虑到各种可能导致水泵振动的问题,并对这些部位进行设计加强,从而能够将隐患扼杀在摇篮中。首先,应做好轴的设计工作,应尽可能增加转动轴承的数目,使支撑的间距缩小,并在适当范围内减小轴长,从而使轴的刚度增加。其次,在对滑动轴承进行选择的时候,应尽可能采用不需要进行润滑的滑动轴承。最后,在对使用应力释放系统进行设计的时候,应使由泵体变形而引起的连接件质检单结构应力得以释放,

3.2注重对水力的设计

水力大小是产生震动的关键因素,因此在对水力进行设计的时候,水泵叶轮和流道的设计应进行合理考虑,减少叶轮内发生气蚀和脱硫的现象,并且能够科学对叶片数、出口角、宽度等参数进行设计,使扬程曲线驼峰得到消除。并且,在水泵应用实践当中,我们应知道泵叶轮出口与蜗壳隔舌的距离值为叶轮外径的十分之一,脉冲压力最小,当叶片的出口边缘有约二十度左右的倾角,就能够更好地削弱冲击力;在叶轮与蜗壳之间留出缝隙,就能够使水泵运行效率得到有效提升。通过对水力的设计,能够降低水流对于水泵的冲击力,降低水力在水泵中冲击过程中带来的振动。

3.3做好水泵的安装和维护工作

在水泵安装的过程中和运行的过程中,应做好质量维护工作,从而降低水泵振动的发生概率。首先应对轴和轴系进行检查,在安装之前对水泵轴、电机轴、传动轴等进行仔细检查,观看其是否存在着弯曲、变形等质量问题,如果有,就要对这些质量问题进行纠或再加工,使其质量能够符合安装要求。同时,应对和轴承接触的传动轴进行检查,观察其是否产生弯曲现象,对轴瓦或者衬套产生摩擦,从而导致承受到较大的应激力。如果检查过程中发现轴承已经发生弯曲的现象,就要对水泵轴进行校正。同时要对轴的间隙值进行测量,如果值过大,就表示轴承已经发生磨损的现象,需要立刻更换轴承。

4结束语

总之,随着我国工业的不断发展,越来越多的水泵投入生产和使用,其产生的振动问题也影响着水泵的运行质量。我们应深入分析水泵振动产生的原因,并探索有效的解决措施和方法。

参考文献:

[1]黄哲.核电厂汽动给水泵进出口管道振动原因分析及解决对策[J].产业与科技论坛,2015,04:56-58.

[2]张轶桀,杨佳,郝剑,杨海松,陈忠兵.除氧器给水泵入口管道振动评估及治理[J].中国特种设备安全,2015,09:44-46.

论文作者:钱理营,万曙光

论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期

论文发表时间:2018/1/7

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