大中型立式混流泵的安装方法及振动问题的解决

３０一　■技术交流　一石油和化工设备　２０１４年第１　７卷　大中型立式混流泵的安装方法及振动问题的　解决　黄东辉　（天津津滨石化设备有限公司，天津３００２７０）　［摘要］分层安装的大中型立式混流泵各质量控制点控制难度较大。本文通过分析各质量控制点对安装质量的影响，使用　合理的安装方法及程序，完成了立式混流泵的安装。对试车过程中遇到的振动问题，变更和改进了支撑系统，满足了设备　正常运行要求。　［关键词］大中型立式混流泵；质量控制点；安装方法；振动　大型立式轴流泵机组目前在泵站中被广泛采　用，机组安装质量控制是整个泵站设备立装质量　１．３．１最大起吊重量为电　控制中难度较大且关键的质量检测项目，关系到　整个泵站能否安全地在设计效率中正常运行。笔　者通过中石化天津１００万吨／年乙烯及配套项目轴流　泵的安装实践，分析了各质量控制点对安装质量　的影响，使用合理的安装方法及程序，完成了立　式混流泵的安装并总结了一套安装轴流泵的实用　方法。　机重量６２００　ｋｇ，传动件　重量１　５　０　０　ｋｇ，泵重量　３９５０　ｋｇ，双层基础，上　下地基础标高差为６．８　ｍ，电机与泵之间由两根　１１６Ｘ　２７４０上传动轴和　１２０　Ｘ　２９００下传动轴相　连接，泵与下传动轴、上　下传动轴之间通过刚性凸　缘联轴器连接，上传动轴　与电机之间通过　６００弹　１概述　中国石化股份有限公司天津分公司１００万吨／　年乙烯及配套项目乙烯水处理区８６０单元雨水泵房　内雨水泵（８６０．Ｐ１０１Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅ）共安装五台９００　ＨＤ一１４型立式混流泵，见图１。　９００　ＨＤ一１４泵为大中型单级单吸立式导叶式　混流泵，输送介质一般为常温清水，也可用于　物理、化学性能与水类似的液体，被吸送液体　的温度一般不高于５０℃。该泵主要用于农田水利　排灌、工矿船坞、海产养殖、城市建设、电站排　水、电厂循环水等输送。　１．１性能特点　性套柱销联轴器连接。　１．３．２上层基座上安有轴承　箱一件，内有径向轴承和　推力轴承，承受转子的轴　向力和径向力，见图２。　１．３＿３下传动轴的下部有一　中间轴承，承受径向力。　１．３．４泵体内有上下两个导　轴承（赛龙ＳＸＬ）承受径　向力。　１．３．５电机放在上层基座电　机座上。　图１　该型泵具有很宽的高效区，高效节能；该型　泵汽蚀性能好；适用于水位变化较大及扬程较高　的场合使用。　１．２主要性能参数：Ｑ＝１００８０　ｍ　／ｈ，Ｈ＝１４　ｍ，　ｎ＝５９５　ｒ／ｍｉｎ，功率５００　ｋｗ，电压６０００　Ｖ。　１＿３安装结构　作者简介：黄东辉（１９７３一），男，天津人，本科，工程师。主　要从事石油化工生产装置动静设备、管道的安装及维护管理工作。　第５期　黄东辉大中型立式混流泵的安装方法及振动问题的解决　一３　１．３．６电机与电机座、电机座与传动　架、传动架与轴承箱之间分别通过止口　定位，由厂家的制造精度保证电机轴与　传动轴的同轴度。　１．４安装特点及难点　泵与电机质量体积大，不易调整；　基础上下分层安装，标高差６．８　ｍ，中　间传动轴总长５．６４　ｍ，距离长。同轴　度、垂直度不易控制。厂家提供的技术　资料作用有限，不能指导现场安装。　２安装质量控制点　２．１泵轴提升高度和联轴器间隙　泵轴提升高度应符合厂家技术要　求，保证运行时叶轮中心与叶轮外壳中　图２　心重合，若叶轮相对外壳偏高或偏低，则叶片上　间隙或下间隙偏小，将致使间隙汽蚀加重，甚至　碰壳。电机联轴器过小，传动轴会对电机轴承产　生冲击甚至损坏电机。　控制标准为总窜量的一半，电机联轴器间隙　按规范要求。　２．２水平度　同心，则要求镜板水平。如果不满足垂直条件，　轴线摆度处理后，轴线与固定部件中心线成一角　度，造成轴承偏磨，机组运行振动。　控制标准为　Ｏ．０５ｍｍ／ｍ。　２．５轴的圆跳度　泵座和传动架的水平度不符合要求，由于中　间轴较长，水平差０．Ｏ１可造成泵轴与电机轴中心差　０．０６ｍｍ，产生成轴承偏磨，机组运行产生振动。　控制标准为　０．０５ｍｍ／ｍ。　２．３同心度　圆跳度主要由电机轴与电机推力盘不垂直以　及泵与电机的中间轴比较长，整个电机轴、中间　轴、泵轴组成的轴线曲折引起，运行时轴心线偏　离转动中心并绕转动中心划圆，该圆称圆跳度，　其直径即为圆跳度值，轴线倾斜值为圆跳度值的　１／２。非金属轴承考虑到轴承材料的水胀性和热胀　性，安装间隙应适当放大。若圆跳度较小，轴承　间隙可设置较小，主轴及叶轮运转较平稳。圆跳　度过大，轴承间隙需增大，泵轴及叶轮运转摆动　较大，会使机组振动大，导致轴承径向荷载也相　应增大。　同心度是指定子、水泵导轴承及密封座等　固定部件中心在同一条直线上，一般要求垂直同　心，即上述部件的中心线处于同一铅垂线上。若　转动部件不同心，泵轴处于滚动轴承中心，而电　机转子偏离定子中心，造成空气间隙不均，轴承　控制标准为　０．１５ｍｍ。　偏磨，机组运行振动，严重时会导致转子与定子　相碰，造成电机烧毁或泵轴抱死。　控制标准为　０．０５ｍｍ／ｍ。　２．４垂直度　垂直度是指泵轴与泵底座　垂直，电机推力盘（或称立式电　机镜板）与固定部件中心线垂　３安装流程和控制点　直，这样才能保证转动部件转动　中心线与固定部件中心线平行，　定中心后重合。若固定部件垂直　３２一■技术交流　一４泵的详细安装方法及程序　４．１安装前准备工作　４．１．１在做好机组设备验收保管和检查清理工作的　基础上，制订设备安装施工组织设计（包括安装　进度计划）。　４．１．２对所有设备按照装箱单逐一进行清点，在开　箱过程应注意检查设备外观、质量情况，如发现　缺件或设备外观质量存在问题，应及时通知厂方　代表，并尽快补齐或修复。　４．１．３工器具、量具应准备齐全，特别是量具应　确保正确、可靠，并应在校验合格的有效使用期　内。准备好安装质量测量仪器及专用工具。应包　括：游标卡尺、框式水平仪、铁水平尺、水平　梁、钢卷尺、直尺、内外径千分尺、深度尺、塞　尺、扭力矩扳手、吊索、卸扣、手拉葫芦、活动　扳手、套筒扳手、千斤顶、抛磨机、锤、油桶、　测温仪、测振仪及自制专用工具等。专用工具包　括：用于测量叶轮、转子等椭圆度、机组同轴度　的百分表（包括磁性表座）、重锤；用于测量主　机外壳及转子水平的水平仪；用于紧固特殊部位　连接螺栓的专用扳手，用于调整导轴瓦间隙和主　轴定中心的小千斤顶。此外，在设备处理过程　中，还需电动手提钻、磁力钻、手提角向砂轮　机，以及扁铲、绞刀、锉刀、刮刀等工具。　４．１．４安装前土建承包商应提供下述技术资料　主要设备基础及建筑物的验收记录：建筑物　的基准点、基准线；设备基础砼强度及建筑物的　沉降资料。　４．１．５参加安装施工人员应熟悉主机组的结构及安　装工艺、安装质量要求、安全预防措施。　４．１．６机组安装中心线及安装标高的确定　利用土建承包商提供的建筑物、基准点、基　准线，确定主机组安装中心线及安装标高。主机　组叶轮中心安装标高应与设计图纸标高相符，其　允许偏差　土２ｍｍ，安装中心线偏差不大于５ｍｍ。　４．１．７检查土建承包商预埋铁件、预留地脚螺栓孔　洞是否符合安装要求。　预埋铁件平面位置、标高应正确、牢固；　预留地脚螺栓孔洞内必须清理干净，无横穿钢筋　和遗留杂物，孔的中心线对基准的偏差不大于　５ｍｍ，孔壁铅垂线误差不大于１０ｍｍ，且孔壁应力　求粗糙。　２０石油和化工设备　１４年第１７卷　４．２安装　４．２．１测量有关主泵、机组部件几何尺寸，确定电　机基础、水泵基础的实际安装标高。　测量水泵叶轮中心线与叶轮上平面之间的距　离，并做好记录；测量水泵导叶体上法兰面与下　法兰面之间的距离，并做好记录；测量水泵泵座　下法兰面与泵底板接触面之间的距离，并做好记　录。　通过上述测量数据推算，即可根据叶轮中心　设计标高确定水泵基础的实际安装标高。　测量水泵轴的长度及水泵轴下法兰面至泵下　轴承轴颈处的距离，并做好记录；测量电机下机　架上平面与下平面之间的距离，电机上机架上平　面与下平面之间的距离，并做好记录。　通过上述测量数据推算以及结合叶轮中心设　计标高，即可确定电机基础的实际安装标高。　４．２．２泵底座和传动架就位　先将传动架和泵底座分别吊到基础上就位，　使其符合出水方向，将地脚螺栓孔与基础上的预　留螺孔对准，垫上调整垫铁，检查螺栓孔，穿上　地脚螺栓。螺帽不要拧紧，注意地脚螺丝应自下　向上穿入，将电机底座装在传动架上。　４．２＿３泵底座和传动架初找正（同轴度）　初找正是找出传动架的电机底座上面的　止口孔　１０２０和泵底座孔中１２５０垂直同心。其　步骤是：先找两轴孔中心点，后找两中心点在　同一垂线上。方法是：用车床制作　１４００带有　ｑｔ，１２５０±０．１ｍｍ止口厚１０ｍｍ钢板并找钢板中心，　放在泵底座上。用车床制作　１０２０厚５ｍｍ±０．１ｍｍ　钢板并找钢板中心，放在电机底座上面的止口孔　内。这步工作虽简单，但要认真、准确，不能有　丝毫差错。将电机底座上面止口孔内的钢板中心　钻一小孔，以能穿过吊挂测锤的钢丝为宜。将　锤线穿过上钢板小孔，使悬挂测锤对准下钢板中　心，为了找正方便，测锤距离下钢板面应不超过　１ｍｍ。测锤质量根据传动轴长短而定，以能将　垂线绷紧即可。找正时，一般以泵座为准，撬动　传动架。如果传动架地脚螺丝孔活动余地有限不　能撬准时，也可撬动泵座，直到测锤尖端与下钢　板中心重合时为止。以此确定泵底座和传动架位　置。　４．２．４泵底座初校水平　第５期　黄东辉大中型立式混流泵的安装方法及振动问题的解决　一３３一　传动架以轴承箱座面为校准面，泵底座以上　表面为校准面，均为机加工面。校水平时，先校　电机座，后校泵体弯管。一般用铁水平尺，水平　度要求为０．１／１０００ｍｍ。　４．２．５泵底座地脚螺栓一次灌浆　对地脚螺栓进行一次灌浆。灌浆时注意地脚　螺栓的垂直度，地脚螺栓不能碰螺栓孔壁。达到　水泥保养期后进行二次找正。　４．２．６安装泵体　混流泵出厂时，己总装完成，内部上下两　导轴承孔同心己基本处理，先检查泵轴的总窜动　量，再将进水喇叭口与泵体组装，然后将组合件　一起装在泵底座上，检查出口管，使其符合出水　方向，紧固螺栓。　４．２．７泵底座精找水平度和二次灌浆　拆下泵轴上部的储水器、填料压盖（见图　３），将精度为０．０２／１　０００ｍｍ的框式水平仪放在填　料座上的机加工面上，调整各垫铁高度，使纵横　方向水平度满足０．０５／ｌＯ００ｍｍ的技术要求。　对地脚螺栓紧固，垫铁点焊牢固，进行二次　灌浆。　图３　４．２．８安装轴承箱、连接中间轴　用千斤项将泵轴顶起一定高度（小于总窜　量），再自然落下，使泵轴位于导轴承中心位　置，然后将轴承箱装在传动架上，连接上下传动　轴与泵轴为一体，拧紧各钢性联轴器螺栓，初步　安装中间轴承。　４．２．９传动架初找正　通过旋转上传动轴的上部螺母，提升泵轴　至总窜量的１／２，使泵轴可以盘动，用一精度　Ｏ．０２／１Ｏ００ｍｍ的框式水平仪与上传动轴紧靠检查　轴垂直度，并通过撬传动架调整位置，用百分表　在传动轴中部检查圆跳动以调整中间轴承位置在　０．１５ｍｍ以内，传动架中心位置调整好后，通过在　电机架上的水平尺初找传动架水平。　４．２．１　０传动架地脚螺栓一次灌浆　进行一次灌浆。灌浆时注意地脚螺栓的垂直　度，地脚螺栓不能碰螺栓孔壁。达到水泥保养期　后进行二次找正。　４．２．１　１传动架精找正和二次灌浆　重复４．２．８步骤，用一精度０．０２／１０００ｍｍ的框式　水平仪与上传动轴紧靠检查轴纵横方向垂直度并　通过撬传动架位置调整至０．０５／ｌＯ００ｍｍ以内，用百　分表在传动轴中部检查圆跳动并调整中间轴承位　置轴圆跳动至０．１５ｍｍ以内，传动架中心位置调整　好后，通过在电机架上的精度０．０２／ｌＯ００ｍｍ的框式　水平仪找传动架水平至０．０５／ｌＯ００ｍｍ以内，保证电　机架与泵轴的纵横方向垂直度，并保证联轴器端　面间隙在５．０～７．Ｏｍｍ以内。　地脚螺栓紧固，垫铁点焊牢固，进行二次灌　浆。　４．２．１２吊装电机　将电动机吊装到电机座上，装好联轴器，拧　紧螺栓，然后待试车检验。　４．２．１３机组试运行　启动主泵机组，在运行过程中，应无明显　振动及其它异常情况，否则应立即停止运行，进　行检查。运行过程中应检查电器仪表工作是否正　常，辅助水系统工作压力应满足机组使用要求，　注意观察轴承温度，做好运行记录。　５试车过程中机组振动问题的解决　５．１原因分析　在安装过程中，各质量控制点都符合制造厂　家及规范的要求，但５台泵还是发生了异常的振　动。对泵振动原因的分析和处理见表１。　５．２基础或支撑不牢固　经分析，基础或支撑不牢固主要存在于中间　轴承座和电机架刚度不足，为此分别采取了不同　措施逐一进行解决。　３４一■技术交流　一２石油和化工设备　０１４年第１７卷　表１泵振动原因分析和处理方法　序号　１　２　３　４　原因　泵转子或驱动机转子不平衡　泵轴与原动机对中不良　轴承磨损严重，间隙过大　地脚螺栓松动　处理方法　转子重作动平衡　重新校正　修理或更换　紧固螺栓　分析结果　可能性较小　符合要求　可能性较小　符合要求　５　６　７　８　基础或支撑不牢固　泵抽空　转子零件松动或损坏　管支架不牢引起管线振动　加固基础或支撑　进行工艺调整　紧固松动部件或更换　管线支架　可能性较大　可能性较小　可能性较小　可能性较小　９　泵内部摩擦　解体泵检查消除摩擦　可能性较小　５．２．１加固中间轴承座支撑　按原设计，中间轴承座安放在一根长４　ｍ的　１７５　Ｘ　ｌ７５　Ｈ型钢水平梁上，水平梁通过两根长　０．８　ｍ的９０×９０角钢与另一根长４　ｍ的１７５　Ｘ　１７５Ｈ型　钢水平梁相连接，水平梁作为中间轴承的支撑，　制内筒，电机架与传动架联接螺栓从８条增加至１　６　条，使电机架与传动架的连接更加牢固，提高了　电机架的稳定性和刚度，减小了电机的振动。　６结语　立式混流泵安装质量是否满足规范要求，主　要取决于安装过程中各质量控制点的控制方法。　此次通过运用合理的安装方法及程序，完成了５台　立式混流泵的安装，对试车过程中遇到的问题进　行分析，变更和改进了支撑系统，满足了设备正　常运行要求，本次实践可为今后同类立式混流泵　的安装提供参考。　跨度大，两根主梁连接少，刚度明显不足。为此　增加了连接两根主水平梁的小梁及筋板，提高了　中间轴承座支撑的刚度，减小了中间轴承座的振　动。　５．２．２加固电机支架　电机重达６．２吨，直径１．３　ｍ，高２．４　ｍ，放在　直径１＿３　ｍ，高１．１　ｍ的电机座上，该电机座材料为　碳钢，由厚３０　ｍｍ、宽１００　ｍｍ、厚１５　ｍｍ的８个Ｔ　型立筋组成，高径比为２．７：ｌ，上重下轻，同样表　现为电机座架刚度不足，在电机运转时增加了机　组的振动，为此建议厂家提高电机座的刚度，同　时增加电机架与传动架联接螺栓的数量。经过厂　家的改造，在原电机架内部加焊了　９９５Ｘ　１５的钢　◆参考文献　【１】ＳＨ／Ｔ３５３８．２００５，石油化工机器设备安装工程施工及验收　通用规范［Ｓ］．　【２］ＳＬ３１７—２００４，泵站安装及验收规范（附条文说明）【Ｓ】．　简讯　２０１４年４月８日，国家质量监督检验检疫总局发布《关于公布特种设备行政许可鉴定评审机构和特种设备设　计文件鉴定机构名单的公告（２０１４年第３４号）》，对特种设备行政许可鉴定评审机构和质检总局授权的特种设　备设计文件鉴定机构及其承担的项目予以调整并公告，其中国家质检总局委托的特种设备行政许可鉴定评审机　构全国共５４家，序号４为中国化工机械动力技术协会，证书编号ＴＳＺＰ１０００４．２０１４，确定的项目为设计：１．压力　容器：Ａｌ级（限高压容器）、Ａ２级、Ａ３级，Ｃ级，Ｄ级；２．压力管道：ＧＡ类，ＧＢ类，ＧＣ类，ＧＤ类（限亚临　界参数以下）。公告详细内容可登陆国家质量监督检验检疫总局官方网站：ｗｗｗ．ａｑｓｉｑ．ｇｏｖ．ｃｎ／特种设备安全监　察局／最新资讯　（协会秘书处）