论文部分内容阅读
摘要：离心泵是石油石化工业中重要的工艺设备，其运行可靠性与稳定性直接影响整个工艺系统的安全和经济。离心泵一般由高速电机驱动，其内部还要受流体的作用，因此难免产生振动等问题。根据石油石化行业设备故障统计，振动问题已成为泵设备部件损坏、密封泄漏以及造成设备停运的重要原因。
关键词：离心泵;电机振动;原因与处理
1 离心泵故障评定法分析
在实际生产中离心泵把企业生产的工艺流程串联成一个统一的整体，实现生产的完整性和连续性，可见离心泵的正常运转是保证化工企业生产正常进行的关键。如果离心泵发生故障，如何检测评定就显得尤为重要了。一般来说离心泵故障评定的方法有频谱分析检测和振动分析诊断法两种。
频谱分析法首先要抓住幅值较高的谱峰予以分析，找出产生频率成分的可能因素，寻找故障所在，也可按照频率成分来源分析，除故障成分以叠加的方式呈现在谱图上外，还有随机噪声干扰成分等非故障成分。弄清振动频率的来源有利于进一步进行故障分析。
振动分析法是目前使用频率最高也最常见的分析法，运用中要搜集离心泵运行中相关数据，再对其进行整理、分析获得最基本的信息，最后对振动信号进行变换分析，将噪音部分去掉的同时再进行整理出有用的信息，分析出运行状况，再结合信号特征、故障机理及历史运行情况对设备状态进行识别，分析故原因等提出诊断结论及操作、维修建议。
2 离心泵电机振动原因
2.1 轴承问题
（1）轴承“跑外缘”
轴承如果在装配的过程中出现安装质量差的问题，就会导致机泵在长时间的运行过程中产生轴承“跑外缘“的现象，进而使得轴承的温度进一步升高，甚至产生较大的杂音，并进一步引发离心泵的振动现象。针对这种问题主要的解决措施为：（1）可以针对轴承设置一个金属支架，并对其尺寸进行合理设置，完成机泵的重新装配;（2）如果轴承在安装过程中存在较大的间隙而导致离心泵的振动现象，可以在其间隙中加装薄铜片，最大程度实现轴承外缘静配合的标准性。
（2）轴承磨损
在当前的机泵市场中很多机泵的轴承都会存在一定的质量问题，主要表现在滚珠的大小不一，硬度比较差，轴承运行过程中的间隙也比较大，而且在离心泵的维修过程中很难保证最终质量。轴承产生严重的磨损后必然会出现严重的发热以及异响等问题，发热严重的情况下甚至会导致出现卡泵事故。鉴于此，一旦发现机泵轴承产生异响的情况下要及时的进行更换或者更新。
（3）轴瓦间隙过大
滑动轴承结构的离心泵经常会出现以下一些情况，而且轴瓦出现了间隙较大的问题，就会导致轴承出现松动的现象，因此，必须要针对轴瓦间隙进行及时的调整。
2.2 转子不平衡引起的振动
具有一定转速的转子，由于材质的不均、零部件制造误差、装配误差及结构不对称、磨损、零部件脱落等原因，使得通过转子重心的主惯性与旋转轴线不重合，产生不平衡离心力。
F=mr（2πn/60）2
F——离心力;n——不平衡质量;r——偏心距;m——转子转速
因不平衡产生的离心力，其方向随物体的旋转不段的周期性的改变，转子旋转中心位置也将不断变化，这是转子产生振动的最基本原因。转子的不平衡有静不平衡、动不平衡、动静混合不平衡。
2.3 流量不够
原因：（1）吸入管路漏气。此类故障多出现在进口压力低、具有一定吸上高度的离心泵。当离心泵工作时，叶轮进口端形成的负压使得液体源源不断的流入泵吸入口。当进口端出现泄漏进入空气情况下，泵进口负压被破坏，导致液体不能顺利地流入泵进口，从而影响离心泵的流量。（2）壳体和叶轮密封环磨损过大。此故障多出现于使用一定时间的离心泵。当叶轮密封环间隙超过规定标准时，出口端液体通过叶轮密封间隙回流到离心泵的入口端，从而影响到离心泵的流量。（3）离心泵叶轮流道堵塞或入口过滤网不畅。
3 离心泵运行问题检修措施
3.1 设计、制造及选型
（1）离心泵整机设计应结合具体工艺工况，符合API（American Petroleum Institute，美国石油学会）和国标等相关标准，水力实验满足工况要求;泵轴设计时，尽量采用短轴结构，同时增加转子支撑轴承数量，减少支撑间间距;叶轮及流道设计时，充分考虑介质物化性质，做到减少气蚀和脱流发生，合理选择叶片数量、出口角等;联轴器设计结构具有良好的减震性;管路设计符合流体流场要求，尽量减少压降及能量损耗，同时增加管托等支撑;基础设计时，混凝土配比和牌号符合要求，一般C25，如大型离心泵基础，还应增加相应钢筋网，以提高强度，基础底板和支架强度及刚度符合要求，严禁降级选材，电机支架和基础可做成一体或面接触;地脚螺栓布置时，适当增加螺栓套数，避免泵体直接和刚度很大的基础接触。（2）离心泵制造，需要按合同和技术协议要求，定期、定人进行检查，并对隐蔽项目进行监督作业，发现问题及时处理，未验收检查项目，严禁进行下道工序。（3）轴承、机封等部件选型时，应充分考虑离心泵设计、制造、装配等工艺，同时符合力学结构要求，如轴承既有轴向力，又有径向力时，不能仅考虑单一力;机封选型时，充分考虑动静环密封面、弹簧等材料及形式，需要满足工况最高要求。
3.2 日常维护
（1）定期盤车。离心泵在使用前需手动盘车，盘车过程中要保证盘车质量，遵守盘车规范，确保盘车正常。启动前盘车能够及时发现泵是否处于异常状态，在一定程度上确保轴无异常弯曲、轴承对中、无异常摩擦等现象。
（2）密封气投用。离心泵在启动前需先通密封气，并选用安全可靠的密封气，以防密封气在低温下堵塞管路。注意密封气压力，根据厂家给定指标调整密封气压差。保证泄漏气温度在正常范围，确保现场无异常漏点。泵在运行状态下需保证轴承温度正常。
（3）润滑合格。为了保证低温液体离心泵正常运行，首先需保证润滑油正常，润滑油故障会直接引发设备故障。
4 结语
离心泵运行中的故障主要分为机械故障和性能故障。振动是评价水泵机组运行可靠性的一个重要指标，很多振动可以通过提高设计和安装的质量，提高操作水平，加强日常维护等措施避免。以下是我们分析影响水泵振动超标的主要原因，加以避免，提高实际使用的效率，增强运行的稳定性。
参考文献：
[1]田程鹏.离心泵故障原因分析与维修策略[J].石化技术，2018，25（09）：94.
[2]吕鑫，王祥，魏忠忠，马霖.离心泵故障原因分析与维修策略[J].化工管理，2017（33）：179.
（作者单位：中国石油抚顺石化分公司聚丙烯车间）
关键词：离心泵;电机振动;原因与处理
1 离心泵故障评定法分析
在实际生产中离心泵把企业生产的工艺流程串联成一个统一的整体，实现生产的完整性和连续性，可见离心泵的正常运转是保证化工企业生产正常进行的关键。如果离心泵发生故障，如何检测评定就显得尤为重要了。一般来说离心泵故障评定的方法有频谱分析检测和振动分析诊断法两种。
频谱分析法首先要抓住幅值较高的谱峰予以分析，找出产生频率成分的可能因素，寻找故障所在，也可按照频率成分来源分析，除故障成分以叠加的方式呈现在谱图上外，还有随机噪声干扰成分等非故障成分。弄清振动频率的来源有利于进一步进行故障分析。
振动分析法是目前使用频率最高也最常见的分析法，运用中要搜集离心泵运行中相关数据，再对其进行整理、分析获得最基本的信息，最后对振动信号进行变换分析，将噪音部分去掉的同时再进行整理出有用的信息，分析出运行状况，再结合信号特征、故障机理及历史运行情况对设备状态进行识别，分析故原因等提出诊断结论及操作、维修建议。
2 离心泵电机振动原因
2.1 轴承问题
（1）轴承“跑外缘”
轴承如果在装配的过程中出现安装质量差的问题，就会导致机泵在长时间的运行过程中产生轴承“跑外缘“的现象，进而使得轴承的温度进一步升高，甚至产生较大的杂音，并进一步引发离心泵的振动现象。针对这种问题主要的解决措施为：（1）可以针对轴承设置一个金属支架，并对其尺寸进行合理设置，完成机泵的重新装配;（2）如果轴承在安装过程中存在较大的间隙而导致离心泵的振动现象，可以在其间隙中加装薄铜片，最大程度实现轴承外缘静配合的标准性。
（2）轴承磨损
在当前的机泵市场中很多机泵的轴承都会存在一定的质量问题，主要表现在滚珠的大小不一，硬度比较差，轴承运行过程中的间隙也比较大，而且在离心泵的维修过程中很难保证最终质量。轴承产生严重的磨损后必然会出现严重的发热以及异响等问题，发热严重的情况下甚至会导致出现卡泵事故。鉴于此，一旦发现机泵轴承产生异响的情况下要及时的进行更换或者更新。
（3）轴瓦间隙过大
滑动轴承结构的离心泵经常会出现以下一些情况，而且轴瓦出现了间隙较大的问题，就会导致轴承出现松动的现象，因此，必须要针对轴瓦间隙进行及时的调整。
2.2 转子不平衡引起的振动
具有一定转速的转子，由于材质的不均、零部件制造误差、装配误差及结构不对称、磨损、零部件脱落等原因，使得通过转子重心的主惯性与旋转轴线不重合，产生不平衡离心力。
F=mr（2πn/60）2
F——离心力;n——不平衡质量;r——偏心距;m——转子转速
因不平衡产生的离心力，其方向随物体的旋转不段的周期性的改变，转子旋转中心位置也将不断变化，这是转子产生振动的最基本原因。转子的不平衡有静不平衡、动不平衡、动静混合不平衡。
2.3 流量不够
原因：（1）吸入管路漏气。此类故障多出现在进口压力低、具有一定吸上高度的离心泵。当离心泵工作时，叶轮进口端形成的负压使得液体源源不断的流入泵吸入口。当进口端出现泄漏进入空气情况下，泵进口负压被破坏，导致液体不能顺利地流入泵进口，从而影响离心泵的流量。（2）壳体和叶轮密封环磨损过大。此故障多出现于使用一定时间的离心泵。当叶轮密封环间隙超过规定标准时，出口端液体通过叶轮密封间隙回流到离心泵的入口端，从而影响到离心泵的流量。（3）离心泵叶轮流道堵塞或入口过滤网不畅。
3 离心泵运行问题检修措施
3.1 设计、制造及选型
（1）离心泵整机设计应结合具体工艺工况，符合API（American Petroleum Institute，美国石油学会）和国标等相关标准，水力实验满足工况要求;泵轴设计时，尽量采用短轴结构，同时增加转子支撑轴承数量，减少支撑间间距;叶轮及流道设计时，充分考虑介质物化性质，做到减少气蚀和脱流发生，合理选择叶片数量、出口角等;联轴器设计结构具有良好的减震性;管路设计符合流体流场要求，尽量减少压降及能量损耗，同时增加管托等支撑;基础设计时，混凝土配比和牌号符合要求，一般C25，如大型离心泵基础，还应增加相应钢筋网，以提高强度，基础底板和支架强度及刚度符合要求，严禁降级选材，电机支架和基础可做成一体或面接触;地脚螺栓布置时，适当增加螺栓套数，避免泵体直接和刚度很大的基础接触。（2）离心泵制造，需要按合同和技术协议要求，定期、定人进行检查，并对隐蔽项目进行监督作业，发现问题及时处理，未验收检查项目，严禁进行下道工序。（3）轴承、机封等部件选型时，应充分考虑离心泵设计、制造、装配等工艺，同时符合力学结构要求，如轴承既有轴向力，又有径向力时，不能仅考虑单一力;机封选型时，充分考虑动静环密封面、弹簧等材料及形式，需要满足工况最高要求。
3.2 日常维护
（1）定期盤车。离心泵在使用前需手动盘车，盘车过程中要保证盘车质量，遵守盘车规范，确保盘车正常。启动前盘车能够及时发现泵是否处于异常状态，在一定程度上确保轴无异常弯曲、轴承对中、无异常摩擦等现象。
（2）密封气投用。离心泵在启动前需先通密封气，并选用安全可靠的密封气，以防密封气在低温下堵塞管路。注意密封气压力，根据厂家给定指标调整密封气压差。保证泄漏气温度在正常范围，确保现场无异常漏点。泵在运行状态下需保证轴承温度正常。
（3）润滑合格。为了保证低温液体离心泵正常运行，首先需保证润滑油正常，润滑油故障会直接引发设备故障。
4 结语
离心泵运行中的故障主要分为机械故障和性能故障。振动是评价水泵机组运行可靠性的一个重要指标，很多振动可以通过提高设计和安装的质量，提高操作水平，加强日常维护等措施避免。以下是我们分析影响水泵振动超标的主要原因，加以避免，提高实际使用的效率，增强运行的稳定性。
参考文献：
[1]田程鹏.离心泵故障原因分析与维修策略[J].石化技术，2018，25（09）：94.
[2]吕鑫，王祥，魏忠忠，马霖.离心泵故障原因分析与维修策略[J].化工管理，2017（33）：179.
（作者单位：中国石油抚顺石化分公司聚丙烯车间）