廣東化工174www.gdchem.com第38卷總第215期立式循環(huán)水泵振動原因分析及解決措施何敏贊(中石化廣州分公司動力事業(yè)部,廣東廣州510725)摘要循環(huán)水泵的振動會引起抽水效率的降低,并可能導(dǎo)致水泵零部件的損壞,從而縮短水泵壽命。引起水泵振動有多方面的原因,在解需從設(shè)計、制造、安裝各方面,從多角度進行分析,一步一步查找原因,采取恰當(dāng)?shù)拇胧?最終消除水泵振動詞]循環(huán)水泵;振動;原因分析解決措施分類號]TH[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1007-1865(2011)03-017402The Analysis and Measure of the vertical Water Circulating Pump VibrationHe minnan(Sinopec Guangzhou Petrochemical Complex, Guangzhou 510725, China)Abstract: The efficiency of water circulating pump may be reduced by its vibration, which damages its parts and even shorten its life span. What causes thevibration lies in several ways. To solve the problems, all should be considered such as the design, the manufacture and the installation. It should be analysed in orderand the measure should be adopted specifically till the vibration disappears.中石化廣州分公司動力事業(yè)部CFB裝置1汽輪機組20071循環(huán)水泵故障征象過程,出現(xiàn)了振動并伴有不規(guī)則響音經(jīng)細致深入的多角度分循環(huán)統(tǒng)能表了裝3自式流來機敏建表泵的振動表1水泵參數(shù)Tab.I Pumb parameter型號流量Qm3h)必需汽蝕余量 NPSHr/m轉(zhuǎn)速n(rmin)軸功率PKw配套功率PKW檜送介質(zhì)最小淹沒深度m最大軸向推力T轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子提升高度mm軸承潤滑水清潔工業(yè)水第一次起動2#循環(huán)水泵,發(fā)現(xiàn)存在三個問題。一是水泵軸承振動大,水平振動幅度達到I5μm,烈度達到80符合設(shè)計025MPa要求。隨后試運I#及3#水泵,情況基mms(數(shù)值見表2),遠超過振動評定標(biāo)準中“振動烈度應(yīng)小于致。4.5mms”的要求;二是水泵運行中夾雜著不連續(xù)的響音,類表2水泵振動數(shù)據(jù)1Tab. 2 The vibration data of the pump 1序號出口壓力MPa電流A垂直報幅μm烈度(mms)。振幅烈度(mms)振幅/m烈度(mms0.170.17振動的原因分析及解決措施設(shè)計上存在排不掉的氣體腔,在一定的外因作用下,如動水壓21加強出口管道的支承力的變化壓縮氣囊,在泵體內(nèi)撞擊,造成響聲,同時誘發(fā)水泵通過對整個流道系統(tǒng)檢查,發(fā)現(xiàn)水泵出口逆止閥沒有底座振動。消除泵內(nèi)氣體腔,對減少水泵振動會有一定作用為此,采取了兩個措施:一是在1#水泵上,關(guān)小排氣閥約5m長的中1400管道的重力作用在泵出口段上,影響水泵開度,讓泵體氣體緩慢排出;二是在2水泵上,拆除排氣閥“管道與機器連接后,不允許管道對機器附加有外力?！边@再次起動1#、2#水泵,泵體內(nèi)的空氣都順利排出,開始顯不符合安裝規(guī)范的要求,于是立即作出處理,補做支承座,運行時振動不大,但過了幾分鐘后,振動又逐漸偏大,而且泵坐茶除泵兩受牌支承中國煤化工到一定作用,但不足以循環(huán)水泵安裝有雙口排氣閥,可自動排氣。經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)試CNMHG驗,發(fā)現(xiàn)排氣閥開度調(diào)整不合適,開度太大了,泵起動后,2-3s排氣口就堵上了,泵內(nèi)大量氣體無法排出。經(jīng)分析泵體結(jié)構(gòu)泵吸入口在兩條橫梁之間,橫梁深1.3m,兩側(cè)梁間積聚大量空氣,排不掉稿日期]2011-01-09作者簡介」何敏贊(1970-),男,廣東廣州人,本科,工程師,設(shè)備室主管,主要從事汽輪機、離心式空壓機等大型動設(shè)備技術(shù)管理2011年第3期廣東化工第38卷總第215期www.gdchem.c175一方面,積聚的氣體占據(jù)一定空間,水、泵體外的水位上24水池流道改造不來,影響水泵的淹沒深度,易導(dǎo)致水泵氣蝕,產(chǎn)生振動;另根據(jù)現(xiàn)場觀察分析,發(fā)現(xiàn)水池進水不是很平穩(wěn),可能是水方面,空氣會影響水流形態(tài),吸入泵中,形成氣體撞擊,也池流道有偏差,引起進水不均勻。水池的實際尺寸與水泵廠家會導(dǎo)致泵的振動。該水池的構(gòu)造見示意圖1所要求的尺寸不符:已建成的水池流道沒有導(dǎo)流喇叭口,池底吸入口處沒有導(dǎo)流錐,泵與四側(cè)墻壁的距離都不符合水泵建模的數(shù)據(jù)。橫梁廠家提供的水池設(shè)計尺寸,是經(jīng)過水力模型試驗得出的最優(yōu)值,而現(xiàn)場的水池沒有經(jīng)過水力模型試驗,不明確是否滿足水泵對進水流道的要求。水池流道設(shè)計上的偏差,可能會引起流道進流不均。流道進流不均勻,水流在吸入口周圍形成吸氣漏斗渦,空氣被吸入泵體后形成大大小小的氣囊,隨壓力的變化被壓縮迅速爆裂,引起水泵振動,甚至氣蝕。另外,進水流道不均勻,也在一定程度上影響吸頭進流不均勻,再進一步加強旋渦的影響,吸頭進流及壓力受擾動而變化,引起泵體內(nèi)動水壓力變化,空腔氣囊受壓縮膨脹,引起水泵振動。根據(jù)《火圖1循環(huán)水池力發(fā)電廠循環(huán)水泵房進水流道及其布置設(shè)計技術(shù)規(guī)定》Fig. I The graphic of the pool(DLGJ50-1999規(guī)定:進水流道的布置應(yīng)該具有良好的水流形態(tài),使吸水池內(nèi)水流順直、穩(wěn)定、均勻為順利排除水池內(nèi)氣體,消除水室影響,在水池頂部打孔經(jīng)分析研究和反復(fù)論證后,決定在3#循環(huán)水泵上做試驗與水池外部保持貫通。在每臺水泵兩側(cè)的水泥板上各鉆一個3#水泵單獨一個吸水池,改造相對簡單20的孔。再次起動2#循環(huán)水泵。開泵前,將水池水位降低200改造按廠家尺寸進行,改造內(nèi)容:用鋼板在水泵四周圍成mm,距池頂一定的高度,保留足夠的空間,防止氣室形成取水區(qū):在距離水池左右兩側(cè)砼壁1650mm各立一排鋼支架水泵起動后,振動狀況有所改善,但運行一段時間后,發(fā)現(xiàn)泵距流道中心線1125mm處立一后墻,接近水流入口處制成作內(nèi)還是有低沉的撞擊聲喇叭口形,以利水流導(dǎo)入。鋼架上焊上6mm厚的A3鋼板作說明消除水室氣體對消除水泵的振動有明顯作用,但水泵擋水墻,一直到頂。池底吸入口處做導(dǎo)流錐。水池改造示意圖運行中產(chǎn)生的雜音可能是其它原因引起的,需進一步解決見圖2圖2水池改造Fig. 2 The graphic of the pool reform收造完成后,起動3#循環(huán)水泵試運。觀察水池,水流的過程中夾雜的低沉撞擊聲消除了。振動數(shù)據(jù)見表3。泵從改造前后數(shù)據(jù)對比可看出,這次采取的措施是正確的平穩(wěn),振動烈度達到小于4.5mms的標(biāo)準。而且,之前運行振動幅度、烈度大幅降低,達到了優(yōu)良效果。1ab3表3水泵振動數(shù)據(jù)2he vibration data of the pump 2序號出口壓力電流A振動值振幅mn烈度(mms)振暢pm烈度(mms)振幅m烈度(mms處理前處理后2040372.5提高水泵出口壓力3中國煤化工在解決了水泵的振動問題后,再采取了兩項措施:一是關(guān)閉出口閥節(jié)流,提升水泵的出口壓力,出口閥在41%的開度CNMHG選時,出口壓力達到018MPa,電流785A,振動狀況良好是1#、3#水泵同時運行(兩泵的出口閥全開100%),壓力達到多角度分析,不斷排查:先是加固出口管0.23MPa,此時3水泵電流849A。比較兩水泵的狀況:3#泵內(nèi)氣體,再接著消除水室氣體,最后對水泵振動穩(wěn)定,沒有雜音。同時也達到了相應(yīng)的工藝要求(下轉(zhuǎn)第191頁)2011年第3期廣東化工第38卷總第215期www.gdchem.com191它具有平方收斂的速度,是一種收斂速度較快的迭代方(3)在菜單欄中依次選擇“Too"”、“ Analysis”、“ Property法,但是使用該法需要求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),對于復(fù)雜的方程,不和“Pure”,進入物性分析設(shè)定界面,如圖4所示。本例是進但求導(dǎo)麻煩,也增加了計算導(dǎo)數(shù)值的工作量。 MathCAD不需行氣體的摩爾體積的計算,所以“ Property type”選要使用者自己求導(dǎo)和計算,可以很方便地用fx)求出函數(shù)“ Thermodynamic”,“ Property"選“V”,“ Units”選“ cum/kmol(即m/kmol),“ Phase”選“ Vapor”;將NBUT-01從“ Availablef(x)的導(dǎo)數(shù)。采用牛頓迭代法求解過程如下Components”框中移入“ Selected Components”框,溫度設(shè)為P:=2500000510K,壓強設(shè)為25MPa,點“Go”進行計算TemP: 510Rc;=8314a:=28989000b:=0.080601f(VI): = PfI(VDk;=0.3圖4 Aspen Plus物性分析數(shù)據(jù)設(shè)置Fig4 Property analysis in Aspen Plusfvk計算后將首先出現(xiàn)溫度摩爾體積關(guān)系圖,因未設(shè)定溫度范圍,只設(shè)了一個溫度,所以此圖為空,關(guān)閉該圖即出現(xiàn)計算驗值的相對誤差僅為0385%,由于A5mPs計算中選擇的43物性方法是 RK-SOAVE,即SRK方程,所以結(jié)果也比RK方VI=1462程計算的結(jié)果更精確3結(jié)論與建議采用 Excel、 Matlab、 MathCAD以及 Aspen Plus等軟件正丁烷摩爾體積的計算方法進行了研究,結(jié)果表明,采用計算可以看出,經(jīng)過2次達代,已經(jīng)達到收斂,遠遠快于直接可以加深對化工熱力學(xué)知訊的理解,而且有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散代法4 Aspen Plus物性分析思維能力,提高學(xué)生的計算機操作水平。當(dāng)然,考慮到學(xué)生的Aspen Plus是 Aspen Tech公司開發(fā)的一款生產(chǎn)裝置設(shè)計、接受能力和學(xué)習(xí)負擔(dān)問題,不宜要求所有學(xué)生都同時掌握幾種穩(wěn)態(tài)模擬和優(yōu)化的大型通用流程模擬系統(tǒng),該系統(tǒng)內(nèi)置了多種方法,可以將這兒種方法同時推薦給學(xué)生,讓學(xué)生自己選擇性純組分的物性數(shù)據(jù)混合物的二元交互數(shù)據(jù)以及狀態(tài)方程地學(xué)習(xí)。也可將幾種方法分散在不同課程的教學(xué)中,如 Excel和活度系數(shù)方法:為過程模擬奠定了基礎(chǔ)作為=種成勢的機在化學(xué)化工中的應(yīng)用課程中講投,A甲mPus則在化工過程采用 Aspen Plus2006,利用其物性分析的方法求正丁烷的摩爾分析與合成課程中講授體積運行 Aspen Plus,“ Run Type”選擇“ Property Analysis”參考文獻進入 Data browser界面[]劉會君項斌·化工+計算機復(fù)合人才培養(yǎng)模式初探門.化工1)在 Data Browser界面左側(cè)依次點擊“C高等教育(2):17-19ecification”,進入組分設(shè)定界面,填寫正丁烷的英文名(2)劉奇琳,Excel在化工數(shù)值計算中的應(yīng)用J.化學(xué)工程師,2009稱或分子式中的一項,將自動出現(xiàn)另一項信息,再添上組分(4):26-28ID,如圖3所示3]潘莉莎,張德拉,孫中亮,等, Microsoft Excel在化工原理恒壓過濾實驗教學(xué)中的應(yīng)用[,化工高等教育,2008,(2):87-90Define components「4馮劍. Matlab在化工計算中的應(yīng)用(,化學(xué)工程師,2008,(5):25-27[5]吳選軍, Math CAD在相平衡計算中的應(yīng)用[門,化工高等教育,2009Type Component nameFormula(1):50-54N-BUT-0entional N-BUTANE6]鄭宏興. Math CAD筒明教程[M]武漢:華中科技大學(xué)出版社,2002I7]王帥,鐘宏,金一粟,等. Aspen Plus在化工專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用UJ,化圖3 Aspen Plus組分設(shè)置工時刊,2010,(2):67-70Fig3 Definition of components in Aspen Plus(本文文獻格式:王帥,鐘宏,夏柳蔭,等.《計算機在化工中(2)點“ Property”、“ Specification”中選擇物性計算方法的應(yīng)用》教學(xué)中發(fā)散思維能力的培養(yǎng)].廣東化工,2011和模型,“ Process type”選擇“A”, Base Method選擇38(3):189-191)“RK- SOAVE”中國煤化工(上接第175頁)[2]化CNMH及驗收規(guī)范S]決問題過程中一些經(jīng)驗進行總結(jié),探討交流。文章通過對解間國進流分布不均勻。一步一步,最終消除了振動50-1999,火力發(fā)電廠循環(huán)水泵房進水流道及其布置設(shè)計技術(shù)規(guī)定[S]參考文獻本文文獻格式:何敏贊.立式循環(huán)水泵振動原因分析及解決[]長沙水泵廠SB-25型泵安裝使用說明書措施[J].廣東化工,2011,38(3):174-175)