立式循环水泵振动原因分析及解决措施

广东化工174www.gdchem.com第38卷总第215期立式循环水泵振动原因分析及解决措施何敏赞(中石化广州分公司动力事业部,广东广州510725)摘要循环水泵的振动会引起抽水效率的降低,并可能导致水泵零部件的损坏,从而缩短水泵寿命。引起水泵振动有多方面的原因,在解需从设计、制造、安装各方面,从多角度进行分析,一步一步查找原因,采取恰当的措施,最终消除水泵振动词]循环水泵;振动;原因分析解决措施分类号]TH[文献标识码]A[文章编号]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.中石化广州分公司动力事业部CFB装置1汽轮机组20071循环水泵故障征象过程,出现了振动并伴有不规则响音经细致深入的多角度分循环统能表了装3自式流来机敏建表泵的振动表1水泵参数Tab.I Pumb parameter型号流量Qm3h)必需汽蚀余量 NPSHr/m转速n(rmin)轴功率PKw配套功率PKW檜送介质最小淹没深度m最大轴向推力T转向转子提升高度mm轴承润滑水清洁工业水第一次起动2#循环水泵,发现存在三个问题。一是水泵轴承振动大,水平振动幅度达到I5μm,烈度达到80符合设计025MPa要求。随后试运I#及3#水泵,情况基mms(数值见表2),远超过振动评定标准中“振动烈度应小于致。4.5mms”的要求;二是水泵运行中夹杂着不连续的响音,类表2水泵振动数据1Tab. 2 The vibration data of the pump 1序号出口压力MPa电流A垂直報幅μm烈度(mms)。振幅烈度(mms)振幅/m烈度(mms0.170.17振动的原因分析及解决措施设计上存在排不掉的气体腔,在一定的外因作用下,如动水压21加强出口管道的支承力的变化压缩气囊,在泵体内撞击,造成响声,同时诱发水泵通过对整个流道系统检查,发现水泵出口逆止阀没有底座振动。消除泵内气体腔,对减少水泵振动会有一定作用为此,采取了两个措施:一是在1#水泵上,关小排气阀约5m长的中1400管道的重力作用在泵出口段上,影响水泵开度,让泵体气体缓慢排出;二是在2水泵上,拆除排气阀“管道与机器连接后,不允许管道对机器附加有外力。”这再次起动1#、2#水泵,泵体内的空气都顺利排出,开始显不符合安装规范的要求,于是立即作出处理,补做支承座,运行时振动不大,但过了几分钟后,振动又逐渐偏大,而且泵坐茶除泵两受牌支承中国煤化工到一定作用,但不足以循环水泵安装有双口排气阀,可自动排气。经现场反复试CNMHG验,发现排气阀开度调整不合适,开度太大了,泵起动后,2-3s排气口就堵上了,泵内大量气体无法排出。经分析泵体结构泵吸入口在两条横梁之间,横梁深1.3m,两侧梁间积聚大量空气,排不掉稿日期]2011-01-09作者简介」何敏赞(1970-),男,广东广州人,本科,工程师,设备室主管,主要从事汽轮机、离心式空压机等大型动设备技术管理2011年第3期广东化工第38卷总第215期www.gdchem.c175一方面,积聚的气体占据一定空间,水、泵体外的水位上24水池流道改造不来,影响水泵的淹没深度,易导致水泵气蚀,产生振动;另根据现场观察分析,发现水池进水不是很平稳,可能是水方面,空气会影响水流形态,吸入泵中,形成气体撞击,也池流道有偏差,引起进水不均匀。水池的实际尺寸与水泵厂家会导致泵的振动。该水池的构造见示意图1所要求的尺寸不符:已建成的水池流道没有导流喇叭口,池底吸入口处没有导流锥,泵与四侧墙壁的距离都不符合水泵建模的数据。横梁厂家提供的水池设计尺寸,是经过水力模型试验得出的最优值,而现场的水池没有经过水力模型试验,不明确是否满足水泵对进水流道的要求。水池流道设计上的偏差,可能会引起流道进流不均。流道进流不均匀,水流在吸入口周围形成吸气漏斗涡,空气被吸入泵体后形成大大小小的气囊,随压力的变化被压缩迅速爆裂,引起水泵振动,甚至气蚀。另外,进水流道不均匀,也在一定程度上影响吸头进流不均匀,再进一步加强旋涡的影响,吸头进流及压力受扰动而变化,引起泵体内动水压力变化,空腔气囊受压缩膨胀,引起水泵振动。根据《火图1循环水池力发电厂循环水泵房进水流道及其布置设计技术规定》Fig. I The graphic of the pool(DLGJ50-1999规定:进水流道的布置应该具有良好的水流形态,使吸水池内水流顺直、稳定、均匀为顺利排除水池内气体,消除水室影响,在水池顶部打孔经分析研究和反复论证后,决定在3#循环水泵上做试验与水池外部保持贯通。在每台水泵两侧的水泥板上各钻一个3#水泵单独一个吸水池,改造相对简单20的孔。再次起动2#循环水泵。开泵前,将水池水位降低200改造按厂家尺寸进行,改造内容:用钢板在水泵四周围成mm,距池顶一定的高度,保留足够的空间,防止气室形成取水区:在距离水池左右两侧砼壁1650mm各立一排钢支架水泵起动后,振动状况有所改善,但运行一段时间后,发现泵距流道中心线1125mm处立一后墙,接近水流入口处制成作内还是有低沉的撞击声喇叭口形,以利水流导入。钢架上焊上6mm厚的A3钢板作说明消除水室气体对消除水泵的振动有明显作用,但水泵挡水墙,一直到顶。池底吸入口处做导流锥。水池改造示意图运行中产生的杂音可能是其它原因引起的,需进一步解决见图2图2水池改造Fig. 2 The graphic of the pool reform收造完成后,起动3#循环水泵试运。观察水池,水流的过程中夹杂的低沉撞击声消除了。振动数据见表3。泵从改造前后数据对比可看出,这次采取的措施是正确的平稳,振动烈度达到小于4.5mms的标准。而且,之前运行振动幅度、烈度大幅降低,达到了优良效果。1ab3表3水泵振动数据2he vibration data of the pump 2序号出口压力电流A振动值振幅mn烈度(mms)振畅pm烈度(mms)振幅m烈度(mms处理前处理后2040372.5提高水泵出口压力3中国煤化工在解决了水泵的振动问题后,再采取了两项措施:一是关闭出口阀节流,提升水泵的出口压力,出口阀在41%的开度CNMHG选时,出口压力达到018MPa,电流785A,振动状况良好是1#、3#水泵同时运行(两泵的出口阀全开100%),压力达到多角度分析,不断排查:先是加固出口管0.23MPa,此时3水泵电流849A。比较两水泵的状况:3#泵内气体,再接着消除水室气体,最后对水泵振动稳定,没有杂音。同时也达到了相应的工艺要求(下转第191页)2011年第3期广东化工第38卷总第215期www.gdchem.com191它具有平方收敛的速度,是一种收敛速度较快的迭代方(3)在菜单栏中依次选择“Too"”、“ Analysis”、“ Property法,但是使用该法需要求出函数的导数,对于复杂的方程,不和“Pure”,进入物性分析设定界面,如图4所示。本例是进但求导麻烦,也增加了计算导数值的工作量。 MathCAD不需行气体的摩尔体积的计算,所以“ Property type”选要使用者自己求导和计算,可以很方便地用fx)求出函数“ Thermodynamic”,“ Property"选“V”,“ Units”选“ cum/kmol(即m/kmol),“ Phase”选“ Vapor”;将NBUT-01从“ Availablef(x)的导数。采用牛顿迭代法求解过程如下Components”框中移入“ Selected Components”框,温度设为P:=2500000510K,压强设为25MPa,点“Go”进行计算TemP: 510Rc;=8314a:=28989000b:=0.080601f(VI): = PfI(VDk;=0.3图4 Aspen Plus物性分析数据设置Fig4 Property analysis in Aspen Plusfvk计算后将首先出现温度摩尔体积关系图,因未设定温度范围,只设了一个温度,所以此图为空,关闭该图即出现计算验值的相对误差仅为0385%,由于A5mPs计算中选择的43物性方法是 RK-SOAVE,即SRK方程,所以结果也比RK方VI=1462程计算的结果更精确3结论与建议采用 Excel、 Matlab、 MathCAD以及 Aspen Plus等软件正丁烷摩尔体积的计算方法进行了研究,结果表明,采用计算可以看出,经过2次达代,已经达到收敛,远远快于直接可以加深对化工热力学知讯的理解,而且有利于培养学生发散代法4 Aspen Plus物性分析思维能力,提高学生的计算机操作水平。当然,考虑到学生的Aspen Plus是 Aspen Tech公司开发的一款生产装置设计、接受能力和学习负担问题,不宜要求所有学生都同时掌握几种稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统,该系统内置了多种方法,可以将这儿种方法同时推荐给学生,让学生自己选择性纯组分的物性数据混合物的二元交互数据以及状态方程地学习。也可将几种方法分散在不同课程的教学中,如 Excel和活度系数方法:为过程模拟奠定了基础作为=种成势的机在化学化工中的应用课程中讲投,A甲mPus则在化工过程采用 Aspen Plus2006,利用其物性分析的方法求正丁烷的摩尔分析与合成课程中讲授体积运行 Aspen Plus,“ Run Type”选择“ Property Analysis”参考文献进入 Data browser界面[]刘会君项斌·化工+计算机复合人才培养模式初探门.化工1)在 Data Browser界面左侧依次点击“C高等教育(2):17-19ecification”,进入组分设定界面,填写正丁烷的英文名(2)刘奇琳,Excel在化工数值计算中的应用J.化学工程师,2009称或分子式中的一项,将自动出现另一项信息,再添上组分(4):26-28ID,如图3所示3]潘莉莎,张德拉,孙中亮,等, Microsoft Excel在化工原理恒压过滤实验教学中的应用[,化工高等教育,2008,(2):87-90Define components「4冯剑. Matlab在化工计算中的应用(,化学工程师,2008,(5):25-27[5]吴选军, Math CAD在相平衡计算中的应用[门,化工高等教育,2009Type Component nameFormula(1):50-54N-BUT-0entional N-BUTANE6]郑宏兴. Math CAD筒明教程[M]武汉:华中科技大学出版社,2002I7]王帅,钟宏,金一粟,等. Aspen Plus在化工专业教学中的应用UJ,化图3 Aspen Plus组分设置工时刊,2010,(2):67-70Fig3 Definition of components in Aspen Plus(本文文献格式:王帅,钟宏,夏柳荫,等.《计算机在化工中(2)点“ Property”、“ Specification”中选择物性计算方法的应用》教学中发散思维能力的培养].广东化工,2011和模型,“ Process type”选择“A”, Base Method选择38(3):189-191)“RK- SOAVE”中国煤化工(上接第175页)[2]化CNMH及验收规范S]决问题过程中一些经验进行总结,探讨交流。文章通过对解间国进流分布不均匀。一步一步,最终消除了振动50-1999,火力发电厂循环水泵房进水流道及其布置设计技术规定[S]参考文献本文文献格式:何敏赞.立式循环水泵振动原因分析及解决[]长沙水泵厂SB-25型泵安装使用说明书措施[J].广东化工,2011,38(3):174-175)