离心泵出口管线振动分析及处理

离心泵出口管线振动分析及处理　王长忠　钟　力　郝青汶　摘要针对实际生产中高压离心泵管线振动问题，进行振动测试与分析，找出问题所在，采取有效措施，取得了良好效果。　关键词离心泵管线振动分析　中图分类号ＴＨ３３１　文献标识码Ｂ　问题的提出　某加氢裂化装置原料油加压离心泵有５级叶轮，叶轮叶片数　ｚ１＝６，导叶叶片数ｚ２＝９，进口压力０．１５ＭＰａ，出口压力１８．４ＭＰａ，泵　转速为５８１０ｒ／ａｒｉｎ。试车时，发现其排出管线振动较大，管线上电　动阀振动位移达０．８ｍｍ，管线末端振动幅度达ｌｍｍ，泵出口压力　表指针摆动幅度为出口压力的２．７％～５．４％，出口流量表指针摆动　幅度为６％～１０％，管道振动的程度远超正常状况，影响装置的安　全运行，必须加以解决。　二、振动测试与分析　泵体由于支承刚性较好，振动并不大，轴承外壳的通频振幅　为２．５１ｍｍ／ｓ，在允许的振动范围内。阀门处的主振动频率为　９Ｈｚ，是单向阀和电动阀组系统的自振频率，波形呈周期性的冲　击衰减波。因此，可以排除泵安装不合理的情况。　由于出口压力表指针和流量表指针的大幅摆动，排出管线　上可监听到管道中流体有不均匀、不稳定的流动声，估计管道内　流体存在较大的压力脉动，泵的出口压力和流量极不稳定，这应　该是引起管线振动的直接原因。为了找出问题所在，分别在泵的　轴承上、振动较大的出口管线上以及管线末端采集振动信号，并　测量泵的ｍ口管线内流体的压力脉动信号。　为了确定管系振动是否由流体的压力脉动引起，对管道中　的流体进行脉动测试与分析。　（１）图１是流体压力脉动的时域信号，图中高频波呈高低　起伏，起伏波动的频率为７Ｈｚ，即管系的自振频率。压力波动幅　度的最大值为１４７～１７６ｍＶ，平均压力的直流分量为５．５Ｖ，则压　力的不均匀度６＝０．０２７～０．０３２。观察泵出口压力表的指针摆动　情况，在Ｐ　＝　１８．４ＭＰａ的平均　２００　压力下，指针的　摆幅为０．５～　１ＭＰａ，所显示的　压力脉动不均匀迪０　度也与图１得到　的结果基本相　同。在这样的压　力不均匀度下，　一２００　０　１００　２０ｏ　３０ｏ　４００　５００　管内压力脉动的　时间／ｍｓ　幅值（偏离平均　图１　压力脉动时域波形图　分　断　按　＝　压力的最大幅值）为：　△ｐ－￣ｐｄ２＝０．２５－０．２９，ＭＰａ　管道的内径为１３２ｍｍ，当脉动幅值遇到直角弯头时，脉动　压力对弯头的冲击力幅值为：　ＡＦ＝２ＡｐＳｓｉｎ４５。＝４８３５－５６０８，Ｎ　式中Ｓ——管道截面积，ｉＴＩＩＴＩ　在每一管道转弯处作用了这样大的力，必然会引起管道很　大的振动。当流体遇到阀门或异管等截面收缩的地方，也会产生　很大的冲击力。　（２）图２是流体压力脉动的频率信号，频谱图中出现３种主　要频率成分：①５～１０Ｈｚ频率成分是占有最大峰值的主要部分，　如上所述，这是管系的自振频率。（￣）２９１Ｈｚ频率成分是泵转速频　率（９７Ｈｚ）的３倍，该泵叶轮叶片数Ｚ１＝６，导叶叶片数ｚ２＝９，根据　相关研究，是两种叶片的最大公约数产生了该脉动频率。③　６８０Ｈｚ频率成分是泵转速频率的７倍，这一频率成分似乎与泵　的工频和管系白振频率的联合作用有关。　（３）管内流　体压力脉动和流　４Ｊ０　量脉动均随时间　变化，两者变化　的规律是一致的毫　（图３　ｏ当压力迪　２０　处于峰值时，管一　道中的流体加　速，造成流量瞬　时增加；当压力　”　０　０．５　处于谷值时，管　频率／ｋＨｚ　道中流体减速，　图２压力脉动频谱图　流量就瞬时下　降，流量大幅度变动加剧了流体对管系的冲击振动。　三、诊断结论　根据泵和管线的测试分析结果，得到如下的诊断结论。　（１）流体的压力脉动是引起管线振动的直接原因，由于压力　脉动，在很长管线的各个转弯处、截面变化处产生了流体冲击，　冲击力激发管线和阀门的自振频率。　（２）该泵运行时产生流体压力脉动的原因，是与泵的设计有　关。该泵的叶轮叶片数ｚ。和导叶叶片数　。不符合互为质数的设　ｉ０Ｂｔｔｔ－＝ｉｔｌｌｔ　２ＯｌＯ№４固　冷轧机组高压液压系统水分污染分析　郑召举　摘要分析冷轧机组高压液压系统中水分污染的危害和产生原因，主要是轧机支撑辊平衡缸有杆腔防尘密封损坏，导致乳化液　进入平衡缸的有杆腔从而造成乳化液的侵入，对此提出相应控制措施。　关键词冷轧机液压水分污染　中图分类号ＴＰ２７１　－３１　文献标识码Ｂ　概述　障。粘稠的有机物吸附在微小水滴的表面，乳化液生成油垢等沉　液压油中的水分也会像机械杂质污染一样，可损害液压系统　淀物质，堵塞过滤器、泵和阀等调节设备。　运转的可靠性、准确性和灵活性。即使水的浓度在低达０．０１％～　２＿力Ⅱ速油液的氧化过程　０．０２％的情况下，也会对液压部件造成腐蚀，并影响液压油的润滑　当液压油中存在水分和无机污染物（金属颗粒）时，金属颗　性能，降低液压系统的可靠性和效率，并且增大机械部件的受力　粒将起氧化催化剂作用，会使油液的烃类氧化性加强，特别是有　和疲劳磨损。济钢冷轧板厂冷轧机组高压液压系统包括ＡＧＣ压　铁、铜、锰等微粒存在下，水与大气中的氧使液压油迅速氧化，　下、ＣＶＣ窜辊、弯辊、支撑辊平衡四个伺服控制系统。投入生产一　生成粘稠状聚合物，即油泥。当使用温度超过６５％，每增加　年左右，轧机高压液压系统油液开始出现不同程度被水或乳化液　１０％，氧化速度成倍增长，使液压油失效。　等液体污染的情况，给设备正常运行带来很大隐患。　３．加剧对阀等液压元件的腐蚀作用　二、冷轧机组高压液压系统水分污染的危害　水的存在能使液压油对金属的腐蚀作用加剧，其中包括有　１．生成极难破坏的乳化液　色金属（铜、铅）当水存在时，氧化作用加大，增加了油的酸胜。同　液压系统内存在的油水乳化液能引起系统工作的各种故　时，在液压油有水的情况下，多数微生物如霉菌和细菌能生活在　数和导叶叶片数互为质数。　（２）提高泵的扬程，将出口从原来１８．３ＭＰａ升高到　２Ｏ３Ｏ　泵切换　ｌ过程　２１．２ＭＰａ，提高了泵特性曲线的陡度，从而大大增加了流体在管　》　＾＾　Ｉ　Ｉ＾　道中的推动力，减缓了流量波动。　鲁　乱　舌　泵经过改造后投入运行，流体压力不均匀度　值比原来下　皿硎　降了６５％～８３％，流量波动量下降到１％以下，原来管道强烈振动　ｌ９９０　ｊ　ｆ二ｒ’　　ｊＶＶ　ｒ，￣　¨，＾／　｝　　斌　的情况完全消失。电动阀处的振动位移值从０．８ｍｍ下降到　Ｏ．０６ｒａｍ，振动最大的管线尾部振动位移值从ｌｍｍ下降至　０．１３ｒａｍ；泵轴承外壳的振动速度值也从２．５６ｍｍ／ｓ下降至　ｉ　：；ｉ　　；。　／　Ｑ　　１．４８ｍｍ／ｓ。至此，泵管线振动问题得到满意解决。　参考文献　１丁军，杨小令，储训．大型泵站机组振动监测与故障诊断研究［Ｊ］．　图３压力和流量的变化规律　水泵技术，２００４（２）：４１～４３　２盛兆顺，尹琦玲．设备状态监测与故障诊断技术［Ｍ］．北京：化学工业　计准则，两者具有最大公约数３，意味着某瞬时有３个叶片同时　出版社，２００３　对应着３个导叶，使叶轮与导叶之间的流体不均匀压力叠加，形　３钱锡俊，陈弘．泵和压缩机［Ｍ］．北京：石油大学出版社，２００５　成２９１Ｈｚ（３×９７Ｈｚ）脉动频率，因而管道中的流体产生很大的压　Ｗ１　０．０４－３１　力脉动。　（３）该泵性能曲线在工作范围内过于平坦，泵的排出压力略　作者通联：王长忠　大庆职业学院机电工程系　黑龙江大　有波动，引起流量的大幅度波动，流体在管网中不断地加速和减　庆市　１６３２５４　速，产生冲击和压力脉动。　Ｅ——ｍａｉｌ：ｗｃｚ０４０４＠ｓｉｎａ．ｅｏｍ　四、改进措施及效果　［编辑王其］　（１）更换叶轮，将叶轮叶片数从６片改为７片，使叶轮叶片　团　设备置理与维修２０１０№４　邋当　誓