廣東化工2011年第3期.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，在解決過程中，需從設計、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?shù)拇胧?，最終消除水泵振動。關鍵詞循環(huán)水泵:振動;原因分析解決措施:0 R[中圖分類號]TH[文章編號1007-18652011)03-0174-02The Analysis and Measure of the Vertical Water Circulating Pump VibrationHe Minzan(Sinopec Guangzhou Petrochemical Complex, Guangzhou 510725, China)Abstract: The eficiency 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 isalltion. It should be analysed in orderand the measure should be adopted specifcally till the vibration disappears.Keywords: the water circulating pump; vibration; analysis and measure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)水泵故障征象年建成投運，按設計安裝3臺立式循環(huán)水泵。在水泵安裝試運動力事業(yè)部CFB裝置1#汽輪發(fā)電機組2007年建成投運，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)水系統(tǒng)配套安裝了3臺立式斜流泵。水泵參數(shù)見表1他。析，一步一步的排查原因并采取應對措施，最后成功解決了水泵的振動問題。表1水泵參數(shù)Tab.l Pumb parameter型號流量2(m'h")揚程H/m _效率川%必需汽蝕余量NPSHrm轉速n/(rmin")軸功事PaKW__S6LKSB-25130002585.68.52 _5951034.6配套功率PKW .輸送介質(zhì)最小淹沒深度/m最大軸向推力T轉轉子提升高度/mm軸承潤滑水12500從上往下看，逆時針旋轉清潔工業(yè)水第一-次起動2#循環(huán)水泵，發(fā)現(xiàn)存在三個問題。一。 是水泵似氣體撞擊的聲音;三是水泵的出口壓力只有0.17 MPa,不軸承振動大，水平振動幅度達到115 μm,烈度達到8.0符合設計0.25 MPa要求。隨后試運1#及3#水泵，情況基本-mm/s(數(shù)值見表2),遠超過振動評定標準中“振動烈度應小于致。4.5 mm/s”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振動值序號出口壓力MPa 電流/A軸向水平垂直振幅公m烈度(mms')振幅烈度(mms')振幅/um 烈度 (mms')_0.1774706.9727.61255.577097.2115956.075>s7108.01076.2振動的原因分析及解決措施設計上存在排不掉的氣體腔，在一-定的外因作用下，如動水壓2.1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。支承。出口管段。包括DN1400的出口逆止閥、出口電動閥、為此，采取了兩個措施: - -是在1#水泵上,關小排氣閥約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，的振動。而依據(jù)《化工機器安裝工程施工及驗收規(guī)范》5.3.3引出一段管，加裝閘閥，改成手動排氣“管道與機器連接后，不允許管道對機器附加有外力。”這再次起動1#、 2#水泵， 泵體內(nèi)的空氣都順利排出，開始明顯不符合安裝規(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，而且泵內(nèi)還是發(fā)出不規(guī)則的響音。加強水泵出口管道的支承。2.2消除泵內(nèi)氣體實踐表明，消除泵內(nèi)氣體的措施起到-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)場反復試徹底解決振動問題驗，發(fā)現(xiàn)排氣閥開度調(diào)整不合適，開度太大了，泵起動后，2-32.3消除水室氣體s排氣口就堵.上了，泵內(nèi)大量氣體無法排出。經(jīng)分析泵體結構泵吸入口在兩條橫梁之間，橫梁深1.3 m,兩側梁間積聚大量空氣，排不掉。[收稿日期] 2011-01-092011年第3期廣東化工第38卷總第215期www.gdchem.com. 175.-方面，積聚的氣體占據(jù)- -定空間，水、泵體外的水位上2.4水池流道改造不來，影響水泵的淹沒深度，易導致水泵氣蝕，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),可能是水一方面，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致泵的振動。該水池的構造見示意圖I。所要求的尺寸不符:已建成的水池流道沒有導流喇叭口，池底吸入口處沒有導流錐,泵與四側墻壁的距離都不符合水泵建模o氣孔因橫梁的數(shù)據(jù)。廠家提供的水池設計尺寸,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c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)部俯視側視動水壓力變化，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計技術規(guī)定》Fig.1 The graphic of the pool(DLGJ150- 999)規(guī)定:進水流道的布置應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3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。在每臺水泵兩側的水泥板上各鉆一個中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砼壁1650 mm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1125 mm處立一后墻，接近水流入口處制成作內(nèi)還是有低沉喇叭口形，以利水流入。鋼架上焊上6mm厚的A3鋼板作R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。φ-中-$-15_15圖2水池改造Fig.2 The graphic of the pool reformn改造完成后，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。流態(tài)均勻平穩(wěn)。3#水泵單獨運行，壓力0.18 MPa,泵的振動從改造前后數(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4.5 mm/s 的標準。而且，之前運行振動幅度、烈度大幅降低，達到了優(yōu)良效果。表3水泵振動數(shù)據(jù)2Tab.3_ The vibration data of the pump 2.振動值序號出口壓力電流/A水平垂直MPa報幅/u烈度(mms)__ 振幅/ym__ 烈度(mm:s")__ 振幅/um___ 烈 度(mms')_0.177476.972255.處理前771097.6.75905_8.070.1878.5531502.55處理后;78.64:541.374.0.84.9S(672.5提高水泵出口壓力3結論在解決了水泵的振動問題后，再采取了兩項措施: - 一是關水泵振動有多方面的原因，設計選型，生產(chǎn)制造，施工安閉出口閥節(jié)流，提升水泵的出口壓力，出口閥在41 %的開度裝的不當都可能造成振動。在解決立式循環(huán)水泵振動問題中，時，出口壓力達到0.18 MPa,電流78.5 A,振動狀況良好。從多角度分析，不斷排查:先是加固出口管道支承，接著消除是1#、3#水泵同時運行(兩泵的出口閥全開100 %)，壓力達到泵內(nèi)氣體，再接著消除水室氣體，最后對水池改造，消除流道0.23 MPa, 此時3#水泵電流84.9 A.比較兩水泵的狀況: 3#(下轉第191頁)泵振動穩(wěn)定，沒有雜音。同時也達到了相應的工藝要求2011年第3期廣東化工第38卷總第215期www.gdchem.com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)的導數(shù)，對于復雜的方程，不和“Pure”，進入物性分析設定界面，如圖4所示。本例是進但求導麻煩，也增加了計算導數(shù)值的工作量。MathCAD 不需行氣體的摩爾體積的計算，所以“Property type"要使用者自己求導和計算，可以很方便地用。fx)求出函數(shù)"Thermodynamic" ,“Property"選“V" ,“Units"選“cum/kmo1”(即m'/kmol),“Phase" 選“Vapor”;將N-BUT-01從“Availablef(x)的導數(shù)。采用牛頓迭代法求解過程如下:Components”框中移入“Selected Components”框，溫度設為P:=2500000510K,壓強設為2.5MPa,點“Go”進行計算。TemP:=510Rc:=8314a:=28989000b:=0.080601CinetVhzR-TempVexP:= 1.4807wbi1ef(VI):=P-RcTemp(V1- b)Temp.VI:(V1+ b)f(VI):=_ -f(VI)dV1圖4 Aspen Plus物性分析數(shù)據(jù)設置k:= 0.3rig4 Property analysis in Aspen Plus(VW)Vhi=vb-可可計算后將首先出現(xiàn)溫度摩爾體積關系圖，因未設定溫度范圍，只設了一個溫度，所以此圖為空，關閉該圖即出現(xiàn)計算結果，計算得到的正丁烷摩爾體積為1.486395 m/kmol,與實( 1.696)驗值的相對誤差僅為0.385 %。由于Aspen Plus計算中選擇的1.43物性方法是RK-SOAVE,即SRK方程，所以結果也比R-K方程計算的結果更精確。V1=| 1.4623結論與建議1.462采用Excel. Matlab、MathCAD以及Aspen Plus等軟件對正丁烷摩爾體積的計算方法進行了研究，結果表明，采用計算可以看出，經(jīng)過2次迭代，已經(jīng)達到收斂，遠遠快于直接機輔助計算操作簡單，結果準確。采用該方法進行教學，不但.可以加深對化工熱力學知識的理解，而且有利于培養(yǎng)學生發(fā)散迭代法。思維能力，提高學生的計算機操作水平。當然，考慮到學生的2.4 Aspen Plus物性分析Aspen Plus是Aspen Tech公司開發(fā)的一一款生產(chǎn)裝置設計:接受能力和學習負擔問題，不宜要求所有學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，可以將這幾種方法同時推薦給學生，讓學生自己選擇性純組分的物性數(shù)據(jù)、二元混合物的二元交互數(shù)據(jù)以及狀態(tài)方程地學習。也可將幾種方法分散在不同課程的教學中，如Excel和活度系數(shù)方法，為過程模擬奠定了基礎?。作為一種成熟的求解可在化工熱力學教學中講授，Matlab和MathCAD在計算流程模擬軟件，Aspen Plus在教學過程中也被廣泛采用。文章機在化學化工中的應用課程中講授，Aspen Plus則在化工過程采用Aspen Plus 2006,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。體積參考文獻運行Aspen Plus, "“Run Type"選擇"Property Analysis"，[1]劉會君，計偉榮，項斌.化工+計算機復合人才培養(yǎng)模式初探[J].化工進入Data Browser界面。高等教育，2009, (2): 17-19.(1)在Data Browser 界面左側依次點擊“Component"、[2]劉奇琳，趙升云. Excel在化工數(shù)值計算中的應用()].化學工程師, 2009,“Specifications" ，進入組分設定界面，填寫正丁烷的英文名稱或分子式中的一一項，將自動出現(xiàn)另一項信息，再添上組分[3]潘莉莎，張德拉，孫中亮，等。Microsoft Excel在化工原理恒壓過濾實ID,如圖3所示。驗教學中的應用[].化工高等教育，2008, (2): 87-90.[4]馮劍。Matlab 在化工計算中的應用[J].化學工程師，2008, (5): 25-27.Deline componenks:[5]吳選軍，MathCAD在相平衡計算中的應用[小.化工高等教育，2009，| ConponenkIDType| Componert name|_ Formula(1): 50-54.N.BUT.1CorvernionalN8UTANEC4H10-1[6]鄭宏興。MathCAD 簡明教程[M].武漢:華中科技大學出版社，2002:[7]王帥，鐘宏，金一票，等. Aspen Plus在化工專業(yè)教學中的應用[J]?；瘓D3 Aspen Plus組分設置工時刊，2010, (2): 67-70.Fig.3 Definition of components in Aspen Plus(2)點“Propery" 、“Specifcation” 中選擇物性計算方法(本文文獻格式:王帥，鐘宏，夏柳蔭，等.《計算機在化工中和模型，“Process type" 選擇“All” ，Base Method 選擇的應用》教學中發(fā)散思維能力的培養(yǎng)[J].廣東化工，2011,38(3): 189-191)“RK-SOAVE”。(上接第175頁)[2]化工部. HGJ203-83, 化工機器安裝施工及驗收規(guī)范[S].進流分布不均勻。一步-一步，最終消除了振動。文章通過對解[3]國家電力公司電力規(guī)劃設計總院。DL1501999，火力發(fā)電廠循環(huán)水決問題過程中- - 些經(jīng)驗進行總結，探討交流。泵房進水流道及其布置設計技術規(guī)定[S].(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[1]長沙水泵廠.56LKSB-25 型泵安裝使用說明書.措施[J].廣東化工，2011， 38(3): 174-175)